Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ откри галактиката, от която идва най-далечният бърз радиоимпулс с известно местоположение. Тя е малка, млада и активно ражда звезди. Находката прави по-вероятно част от импулсите да идват от млади магнетари, но не показва какво е породило точно този.

Бързите радиоимпулси са светкавици от радиовълни, които траят около милисекунда. Първият е засечен случайно през 2007 г., а оттогава са открити хиляди. Повечето се виждат само веднъж и никой не знае със сигурност какво ги поражда.

Импулсът FRB 20240304B е засечен на 4 март 2024 г. от екипа MeerTRAP с радиотелескопа MeerKAT в Южна Африка. Телескопът е решетка от 64 антени с диаметър по 13,5 метра. За няколко милисекунди импулсът е освободил повече енергия, отколкото Слънцето за цяла година.

Слаба галактика на 0,23 ъглови секунди от импулса

Радиоданните показват накъде да се гледа, но не казват какво има там. Затова астрономите търсят „домакинска“ галактика, в която е възникнал импулсът, защото само тя дава точното разстояние. Наземните телескопи „Кек“ и MMT, както и архивните снимки, не виждат нищо на мястото на импулса.

Камерата NIRCam на Уеб показва слаба галактика на около 0,23 ъглови секунди от позицията на импулса, а авторите оценяват вероятността за връзка между двете на 97,5%. Спектрографът NIRSpec улавя емисионни линии на водород и кислород, от които се получава червеното отместване. То мери разтягането на светлината при разширяването на Вселената и от него се пресмята времето.

Червеното отместване е 2,148. Импулсът е излязъл, когато Вселената е била на около 3 милиарда години, и е пътувал над 11 милиарда години до нас. Предишният рекорд за импулс с установена галактика е червено отместване 1,016, така че разстоянието е повече от два пъти по-голямо.

Самата галактика е джудже със звездна маса около 1 процент от тази на Млечния път. Според авторите около 90 процента от звездите ѝ са се образували през последните около 30 милиона години, а металичността ѝ е около една десета от слънчевата.

Ръководителката на проучването Маниша Калеб от Сидни обясни: „Мислехме, че ще е голяма, добре оформена галактика с много звезди“. Според НАСА галактиката е около 1000 пъти по-малко масивна от очакваното.

Магнетари и сливания на неутронни звезди

Има два основни модела. При единия импулсът идва от слепването на две неутронни звезди, което отнема стотици милиони до милиарди години. При другия го поражда магнетар, млада неутронна звезда със силно магнитно поле, останала след свръхнова. Тя може да избухне скоро след раждането си, например при звездотръс.

Млада галактика само на 3 милиарда години, в която звездите се раждат в бърз изблик, пасва на втория модел. „Нашата работа показва, че е много малко вероятно този импулс да е породен от сливане“, казва Калеб. Бен Стапърс от Манчестърския университет, също сред авторите, отбелязва, че гостоприемникът „се откроява в цялата извадка от галактики“.

Изводът е статистически. Никой не е видял конкретен магнетар зад този импулс, а едно събитие не доказва, че всички импулси имат общ произход. Други обяснения остават възможни, а въпросът за произхода е открит. НАСА посочва, че теориите нямат убедително доказателство.

Импулсът служи и като сонда за Вселената. Сигналът е минал през газ, който обхваща около 80 процента от космическата история, и през неизвестен досега галактичен куп на червено отместване 0,3, както и през купа Дева. Учените смятат, че MeerKAT може да засича по няколко такива импулса годишно на червено отместване над 1. Телескопът SKA-Mid, който се строи в Южна Африка и ще включи MeerKAT, се очаква да засича още по-далечни импулси.