Космічний телескоп «Джеймс Вебб» знайшов галактику, з якої прийшов найвіддаленіший швидкий радіоспалах із відомим місцем походження. Вона мала, молода й активно народжує зорі. Відкриття робить імовірнішим, що частину таких спалахів породжують молоді магнетари. Проте що саме спричинило цей спалах, воно не показує.

Швидкі радіоспалахи — це короткі сплески радіохвиль, які тривають близько мілісекунди. Перший зафіксували випадково 2007 року, відтоді виявили тисячі. Більшість видно лише раз, і ніхто не знає напевно, що їх породжує.

Спалах FRB 20240304B зафіксувала 4 березня 2024 року команда MeerTRAP радіотелескопом MeerKAT у Південній Африці. Телескоп — це решітка з 64 антен діаметром по 13,5 метра. За кілька мілісекунд спалах вивільнив більше енергії, ніж Сонце за цілий рік.

Слабка галактика за 0,23 кутової секунди від спалаху

Радіодані показують, куди дивитися, але не кажуть, що там є. Тому астрономи шукають «домашню» галактику, у якій виник спалах, бо лише вона дає точну відстань. Наземні телескопи «Кек» і MMT, а також архівні знімки нічого не бачать на місці спалаху.

Камера NIRCam на «Вебб» показує слабку галактику приблизно за 0,23 кутової секунди від позиції спалаху. Автори оцінюють імовірність зв'язку між ними в 97,5%. Спектрограф NIRSpec вловлює емісійні лінії водню й кисню, з яких отримують червоне зміщення. Воно показує, наскільки розтягнулося світло, коли розширювався Всесвіт, і за ним обчислюють час.

Червоне зміщення становить 2,148. Спалах стався, коли Всесвіту було близько 3 мільярдів років, і летів до нас понад 11 мільярдів років. Попередній рекорд для спалаху з установленою галактикою — червоне зміщення 1,016. Тож відстань більш ніж удвічі більша.

Сама галактика — карлик, її зоряна маса становить близько 1 відсотка від маси Чумацького Шляху. За словами авторів, близько 90 відсотків її зір утворилися за останні приблизно 30 мільйонів років. Металічність галактики — близько однієї десятої від сонячної.

Керівниця дослідження Маніша Калеб із Сіднея пояснила: «Ми думали, що це буде велика, добре оформлена галактика з багатьма зорями». За даними НАСА, галактика приблизно в 1000 разів менш масивна, ніж очікували.

Магнетари та злиття нейтронних зір

Є дві основні моделі. За першою спалах виникає, коли зливаються дві нейтронні зорі. Це займає від сотень мільйонів до мільярдів років. За другою його породжує магнетар — молода нейтронна зоря з дуже сильним магнітним полем, що залишилася після наднової. Вона може спалахнути невдовзі після народження, наприклад під час зорetрусу.

Молода галактика віком лише 3 мільярди років, у якій зорі народжуються стрімким сплеском, пасує до другої моделі. «Наша робота показує, що цей спалах дуже малоймовірно був спричинений злиттям», — каже Калеб. Бен Стейперс із Манчестерського університету, також серед авторів, зазначає, що галактика-господар «вирізняється серед усієї вибірки галактик».

Цей висновок статистичний. Ніхто не бачив конкретного магнетара за цим спалахом, а одна подія не доводить, що всі спалахи мають спільне походження. Інші пояснення залишаються можливими, а питання походження — відкрите. У НАСА зазначають, що в теорій немає переконливого доказу.

Спалах править і за зонд для вивчення Всесвіту. Сигнал пройшов крізь газ, що охоплює близько 80 відсотків космічної історії, і крізь невідоме досі скупчення галактик із червоним зміщенням 0,3, а також крізь скупчення Діви. Науковці вважають, що MeerKAT може фіксувати по кілька таких спалахів на рік із червоним зміщенням понад 1. Телескоп SKA-Mid, який будують у Південній Африці і до якого увійде MeerKAT, має засікати ще віддаленіші спалахи.