Астрономы зафиксировали сигнал из молодой Вселенной, но его источник удивляет ученых

Что это за вспышка и почему она особенна?

Вспышка получила обозначение FRB 20240304B. Быстрые радиовспышки (FRB) – это выбросы радиоволн из далекого космоса, которые обычно длятся доли секунды. Они появляются в разных точках неба и сразу исчезают, поэтому выяснить их природу не удается почти два десятилетия, с момента их открытия в 2007 году, пишет ScienceAlert.

Исследование опубликовал журнал Science. В нем международная команда астрономов использовала несколько обсерваторий. Сигнал поступил из эпохи "космического полудня", когда с момента Большого взрыва прошло всего 3 миллиарда лет, а звездообразование во Вселенной достигало пика.

Астрономы обнаружили вспышку в марте 2024 года с помощью радиотелескопа MeerKAT. Он состоит из 64 антенн и расположен в национальном парке Меркат в Южной Африке. Затем исследователи направили на этот участок неба два сверхчувствительных наземных телескопа, чтобы увидеть галактику, откуда исходил сигнал. Но там царила тьма.

Здесь просто ничего не было видно– рассказал астроном и астрофизик Калифорнийского университета в Санта-Крузе Ксавье Прохаска.

Тогда ученые задействовали космический телескоп Джеймса Уэбба с его исключительной чувствительностью в инфракрасном диапазоне.

Почему галактика-хозяйка удивила ученых?

Исследователи надеялись найти большую галактику с множеством звезд, а увидели карликовую. Впрочем, в ней активно рождаются новые звезды, и она в 1000 раз менее массивна, чем ожидалось. К тому же она очень молода: 90 процентов ее звездной массы сформировались за последние 30 миллионов лет.

"Мы думали, что это будет большая галактика правильной формы со множеством звезд, а оказалась маленькая карликовая"– прокомментировала ведущий автор исследования Маниша Калеб, радиоастроном и астрофизик из Сиднейского университета.

Что могло вызвать этот сигнал?

Вероятным виновником астрономы считают магнетар. Это разновидность нейтронной звезды с самыми мощными магнитными полями во Вселенной, которая вмещает массу целого Солнца в шаре размером с крошечный город. За мгновение такой объект способен выделить энергию, равную 500 миллионам Солнц. Впрочем, по сравнению со сверхновой или гамма-вспышкой это скромные показатели, поэтому теоретики разработали почти 100 моделей происхождения FRB.

Другой популярный сценарий – столкновение двух нейтронных звезд, в результате которого образуется черная дыра или сверхтяжелая нейтронная звезда. Однако такие звезды вращаются друг вокруг друга миллиарды лет до слияния, поэтому в молодой галактике этот вариант маловероятен. Магнетары же формируются и высвобождают магнитную энергию лишь за миллионы лет, особенно в бедной металлами галактике, которая рождает массивные звезды.

Вспышка работает как фонарик

Свет движется с максимально возможной скоростью только в вакууме. Когда вспышка проходила через холодный ионизированный газ, который заполняет космос, ее низкочастотные волны замедлялись сильнее, чем высокочастотные, и прибывали позже. Турбулентный газ, вероятно, в самой галактике-хозяйке, размыл сигнал на несколько миллисекунд.

Поэтому FRB служат астрономическим фонариком. Этот сигнал подвергся искажениям со стороны двух космических структур. Он помог осветить неизвестную группу галактик, расположенную в 3,5 миллиарда световых лет от нас, а также нес ионный отпечаток скопления Девы, ближайшего к Земле, находящегося примерно в 54 миллионах световых лет.

Что это значит для науки?

Подтвержденные галактики-хозяйки известны лишь для примерно 100 вспышек, и большинство из них расположено на миллиарды световых лет ближе.

Поскольку мы очень мало понимаем, что порождает FRB, мы могли только надеяться, что они существовали в столь ранние времена– сказал Ксавье Прохаска.

Теперь, по его словам, это доказано, и открытие даст толчок новым целенаправленным поискам других вспышек на еще больших расстояниях.