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.