Астрономи зафіксували надзвичайно давній радіосигнал, який мандрував космосом мільярди років.
Астрономи виявили найвіддаленіший на сьогодні швидкий радіоспалах, який виник, коли Всесвіту було лише близько 3 мільярдів років. Найбільшим сюрпризом стала його галактика-господар: замість великої зоряної системи дослідники знайшли невелику карликову галактику, у якій активно формуються зорі, пише Science.
Сигнал отримав позначення FRB 20240304B. Він тривав лише тисячну частку секунди, але подолав величезну відстань, перш ніж досяг Землі. Відкриття допоможе астрономам краще зрозуміти походження швидких радіоспалахів – одного з найзагадковіших явищ у космосі.
Швидкі радіоспалахи – це короткі імпульси радіохвиль, які надходять із далекого космосу. Через надзвичайно малу тривалість і непередбачуваність таких сигналів визначити їхнє походження складно. Від моменту відкриття першого такого спалаху у 2007 році астрономи досі не знайшли остаточного пояснення їхньої природи.
"Швидкі радіоспалахи цікаві тим, що ми не знаємо, що їх генерує. У нас є теорії щодо того, які об'єкти їх утворюють, але ми не маємо переконливих доказів", – пояснила провідна авторка дослідження Маніша Калеб, радіоастрономка й астрофізикиня із Сіднейського університету.
Сигнал FRB 20240304B виявили в березні 2024 року за допомогою радіотелескопа Міркат, розташованого в Південній Африці. Після цього дослідники спрямували на відповідну ділянку неба наземні телескопи, щоб знайти галактику, з якої він надійшов. Однак ці спостереження не дали результату.
Тоді науковці скористалися космічним телескопом "Джеймс Вебб", який має надзвичайно високу чутливість до інфрачервоного випромінювання.
Результат здивував дослідників. Вони очікували побачити велику галактику з численними зорями, але виявили невелику карликову галактику, у якій триває активне зоретворення.
"Ми думали, що це буде велика, гарно сформована галактика з безліччю зірок, а замість цього це була маленька карликова галактика, хоча в ній активно утворювалися зірки", – розповіла Калеб.
Маса цієї галактики приблизно у 1000 разів менша, ніж очікували астрономи. Водночас вона надзвичайно молода: близько 90% її зоряної маси сформувалося протягом останніх 30 мільйонів років.
Такі характеристики допомогли дослідникам розглянути магнетар як одного з найімовірніших кандидатів на роль джерела радіоспалаху.
Магнетари – це різновид нейтронних зір із надзвичайно потужними магнітними полями. Вони здатні вивільняти значну кількість енергії за дуже короткий час.
Існує й інше можливе пояснення швидких радіоспалахів – зіткнення двох нейтронних зір. Проте такі системи можуть обертатися одна навколо одної мільярди років, перш ніж зіткнутися. Тому цей сценарій гірше узгоджується з молодим віком галактики, у якій виявили FRB 20240304B.
Магнетари ж можуть формуватися та вивільняти магнітну енергію протягом мільйонів років, що робить цю версію правдоподібнішою.
Цінність відкриття полягає не лише в можливому поясненні походження радіоспалаху. Під час подорожі Всесвітом сигнал взаємодіяв із газом, який заповнює космічний простір.
Хвилі нижчої частоти сповільнювалися сильніше, ніж хвилі вищої частоти, через що прибували пізніше. Газ у галактиці-господарі також розсіював сигнал, розтягуючи його на кілька мілісекунд.
Такі зміни дають змогу використовувати швидкі радіоспалахи як своєрідні космічні ліхтарики, за допомогою яких можна досліджувати речовину між галактиками.
У цьому випадку сигнал допоміг виявити невідому групу галактик приблизно за 3,5 мільярда світлових років від Землі. Він також залишив сліди взаємодії зі скупченням Діви – структурою, розташованою приблизно за 54 мільйони світлових років від нас.
Дослідники зазначають, що галактики-господарі підтверджені лише приблизно для 100 швидких радіоспалахів. Більшість відомих випадків зафіксували на значно менших космологічних відстанях, ніж FRB 20240304B.
Астроном Дж. Ксав'є Прохаска з Каліфорнійського університету в Санта-Крузі пояснив, що науковці поки що можуть відкидати моделі походження таких сигналів, але не здатні остаточно довести одну з них. За його словами, теоретики запропонували майже 100 можливих пояснень.
"Оскільки ми маємо обмежене розуміння того, що генерує FRB, ми можемо лише сподіватися, що вони могли існувати на таких ранніх етапах. Тепер ми це довели, і це спонукатиме до нових, цілеспрямованих досліджень, щоб знайти інші – і шукати ще більші відстані!" – зазначив Прохаска.
Як повідомляв УНІАН, міжпланетна станція "Вояджер-1" відкриває ще одну дивовижну сторінку в історії освоєння космосу – 18 листопада, за часом східного узбережжя США, цей апарат офіційно подолає відстань у один світловий день від Землі.
Це відстань у 25,9 мільярда кілометрів – більше ніж у чотири рази перевищує відстань від Сонця до Плутона. Ще в 1998 році "Вояджер-1" обігнав зонд Pioneer-10 – і став найвіддаленішим штучним апаратом, створеним людством.