Космический телескоп им. Джеймса Уэбба помог астрономам найти источник одного из самых далёких быстрых радиовсплесков. Им оказалась карликовая галактика, что удивило исследователей: ранее подобные сигналы чаще обнаруживали в более массивных структурах. Результаты исследования, проведённого группой под руководством Маниши Калеб из Сиднейского университета, опубликованы в журнале Science.
Быстрые радиовсплески представляют собой чрезвычайно короткие импульсы радиоизлучения, которые обычно длятся всего несколько миллисекунд. Несмотря на их мощность, происхождение таких сигналов до сих пор не установлено окончательно. Дополнительную сложность создаёт то, что большинство вспышек наблюдаются только один раз.
Импульс, который получил обозначение FRB 20240304B, обнаружили 4 марта 2024 года с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Наблюдения показали, что радиовсплеск находился на огромном расстоянии, и для подтверждения сигнала астрономам было необходимо изучить галактику, откуда он пришёл. Однако даже крупнейшие наземные телескопы не смогли обнаружить в этой области неба ни одного потенциального источника.
В результате команде помог “Уэбб”. Его камера ближнего инфракрасного диапазона NIRCam нашла галактику, а спектрограф NIRSpec точно измерил красное смещение. По этим данным учёные установили, что вспышка произошла примерно через 3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда звездообразование во Вселенной было особенно интенсивным. При этом галактика оказалась примерно в тысячу раз менее массивной, чем ожидали исследователи. Судя по темпам звездообразования, большая часть её светил могла сформироваться всего за 30 миллионов лет. Обычно радиовсплески фиксировались в намного больших галактиках миллиарды лет спустя.
Необычные свойства галактики важны для выяснения происхождения быстрых радиовсплесков. Согласно одной из гипотез, они возникают при слиянии двух нейтронных звёзд – процессе, который может занимать миллиарды лет. Другая предполагает, что источником сигналов становятся магнетары: молодые нейтронные звёзды с чрезвычайно сильным магнитным полем, способные производить мощные радиоимпульсы вскоре после своего образования. Молодая галактика, в которой активно рождаются звёзды, лучше согласуется со вторым сценарием. Однако окончательно установить механизм возникновения всех быстрых радиовсплесков пока невозможно.
Кроме того, учёные установили в сигнале следы двух космических структур – неизвестного скопления галактик на расстоянии в 3,5 миллиарда световых лет и близлежащего скопления Девы в 54 миллионах световых лет от Земли.
В будущем команда планирует продолжить изучение далёких радиовсплесков с помощью телескопа MeerKAT. А его совместное использование с космическими обсерваториями вроде “Уэбба” могут увеличить темпы подобных открытий.