Космос надіслав “привіт” із далекого минулого: вчені зафіксували загадковий сигнал

Астрономи зафіксували найвіддаленіший із відомих швидких радіосплесків — загадкових коротких імпульсів радіохвиль, природу яких наука досі не може остаточно пояснити. Сигнал отримав позначення FRB 20240304B і був випромінений у часи, коли Всесвіту було лише близько 3 мільярдів років.

Про результати міжнародного дослідження, опублікованого в журналі Science.

Сам сплеск тривав лише близько однієї тисячної секунди, однак його сигнал подолав приблизно 80% історії Всесвіту, перш ніж дістатися Землі.

«Інтерес до швидких радіосплесків полягає в тому, що ми не знаємо, що саме їх породжує», — пояснила провідна авторка дослідження Маніша Калеб із Сіднейського університету.

Швидкі радіосплески, або FRB, — це надзвичайно потужні, але дуже короткі імпульси радіовипромінювання з далекого космосу. Вони з’являються несподівано і зазвичай тривають лише частки секунди, тому встановити їхнє точне походження складно.

Джерело знайшли у крихітній галактиці

FRB 20240304B виявили у березні 2024 року за допомогою південноафриканського радіотелескопа MeerKAT.

Спочатку астрономи намагалися знайти галактику-джерело за допомогою наземних телескопів, однак нічого не побачили. Тоді до спостережень залучили космічний телескоп James Webb.

Вчені очікували виявити велику розвинену галактику з великою кількістю зірок, проте натомість знайшли невелику карликову галактику, в якій активно формуються нові зорі.

Її маса виявилася приблизно у тисячу разів меншою, ніж припускали дослідники. Крім того, галактика дуже молода: близько 90% її зоряної маси сформувалося лише за останні 30 мільйонів років.

Джерелом міг бути магнетар

Це відкриття посилило версію про те, що джерелом швидкого радіосплеску міг бути магнетар — особливий тип нейтронної зорі з надзвичайно потужним магнітним полем.

Інша можлива модель походження FRB передбачає зіткнення двох нейтронних зір. Однак такі об’єкти можуть обертатися один навколо одного мільярди років перед зіткненням, тому для настільки молодої галактики цей сценарій виглядає менш імовірним.

Магнетари, натомість, здатні формуватися та вивільняти величезну кількість магнітної енергії протягом лише кількох мільйонів років.

Втім, остаточно підтвердити природу таких сигналів астрономи поки не можуть. За словами вчених, існує близько сотні різних моделей, які намагаються пояснити походження FRB.

Сигнал допоміг «підсвітити» Всесвіт

Швидкі радіосплески цінні не лише через загадкове походження. Вони також можуть допомагати астрономам досліджувати речовину між галактиками.

Під час руху крізь іонізований газ низькочастотні хвилі FRB сповільнюються сильніше за високочастотні. Через це за змінами сигналу можна визначати властивості речовини, через яку він пройшов.

У випадку FRB 20240304B сигнал пройшов через кілька великих космічних структур. Зокрема, він допоміг виявити групу галактик приблизно за 3,5 млрд світлових років від Землі, а також залишив слід проходження через скупчення Діви — найближчу до нас подібну структуру.

Дослідники зазначають, що сьогодні відомо лише близько сотні швидких радіосплесків із точно встановленими галактиками-джерелами. Більшість із них розташовані значно ближче.

Нове відкриття доводить, що такі явища існували вже на дуже ранніх етапах розвитку Всесвіту, і тепер астрономи планують цілеспрямовано шукати ще давніші та віддаленіші сигнали.