Радиовсплеск летел к Земле более 10 миллиардов лет, прежде чем астрономы смогли найти его родину. Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил галактику, из которой пришёл самый далёкий из известных радиосигналов такого типа. Размеры галактики оказались полной неожиданностью.
Короткий импульс FRB 20240304B зарегистрировали 4 марта 2024 года на южноафриканском радиотелескопе MeerKAT в рамках проекта MeerTRAP. Подобные быстрые радиовсплески (FRB) длятся миллисекунды, но могут высвобождать колоссальную энергию. По характеристикам сигнала исследователи заподозрили рекордную дальность, однако установить точное расстояние без наблюдения галактики было невозможно.
Астрономы достаточно точно определили участок неба, откуда пришёл импульс, но даже крупнейшие наземные телескопы не смогли разглядеть там галактику. Тогда исследователи обратились к «Джеймсу Уэббу». Инфракрасная камера NIRCam обнаружила слабый объект, а спектрограф NIRSpec измерил красное смещение 2,148. Сигнал возник, когда после Большого взрыва прошло всего около 3 миллиардов лет.
Неожиданным оказался масштаб родительской галактики. Вместо крупной системы со множеством звёзд астрономы увидели маленькую карликовую галактику, примерно в тысячу раз менее массивную, чем предполагали. При этом внутри активно рождались новые звёзды. По оценке учёных, большая часть звёздного населения могла сформироваться всего за 30 миллионов лет.
Находка помогает разобраться, что порождает загадочные импульсы. Одна гипотеза связывает FRB со столкновением двух нейтронных звёзд, которые постепенно сближаются на протяжении миллиардов лет. Другая предполагает вспышки молодых магнетаров, остатков массивных звёзд с чрезвычайно сильным магнитным полем. Такой объект может появиться вскоре после взрыва сверхновой.
Молодая галактика лучше согласуется со вторым сценарием. По мнению Маниши Калеб из Сиднейского университета, столкновение нейтронных звёзд вряд ли породило FRB 20240304B. Однако прямого доказательства участия магнетара пока нет. Учёные установили место происхождения радиовсплеска, а не конкретную звезду, которая его испустила.
За долгий путь к Земле импульс сохранил следы вещества, встретившегося на дороге. Исследователи обнаружили влияние двух структур: скопления Девы примерно в 54 миллионах световых лет и прежде неизвестного скопления галактик примерно в 3,5 миллиарда световых лет. Как поясняется в исследовании радиовсплеска, подобные сигналы помогают изучать невидимый газ между галактиками.
Дальнейшие поиски могут дать астрономам целую выборку таких древних сигналов. По оценке авторов работы, MeerKAT способен находить несколько радиовсплесков в год с красным смещением выше единицы. Для проверки расстояний и свойств их галактик вновь потребуется телескоп «Уэбб». Новые наблюдения помогут понять, насколько рано во Вселенной появились источники FRB.
