Галактика, таинственный сигнал которой пришёл из эпохи, когда Вселенной было всего 3 миллиарда лет, удивила астрономов

«Уэбб» смог обнаружить галактику, в которой находится FRB 20240304B, как показано на врезке

Астрономы до сих пор точно не уверены в природе странных радиосигналов из космоса, известные как быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts, FRB). Они, как правило, длятся доли секунды, и кроме того хаотично появляются в разных точках неба. Всё это затрудняет определение их происхождения на протяжении почти двух десятилетий с момента их открытия в 2007 году.

Теперь мы получили важную подсказку: астрономы сообщили о самом далёком из известных быстрых радиовсплесков, FRB 20240304B. Этот древний выброс энергии длился одну тысячную секунды и преодолел около 80% истории Вселенной, прежде чем достиг нас.

«Быстрые радиовсплески интересны тем, что мы не знаем, что именно их порождает», говорит ведущий автор исследования Маниша Калеб, радиоастроном и астрофизик из Сиднейского университета.

В исследовании, опубликованном в журнале Science, большая международная группа астрономов использовала несколько обсерваторий для изучения загадочного FRB, пришедшего из эпохи «космического полудня», примерно через 3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда скорость звездообразования во Вселенной достигала максимума.

Астрономы обнаружили FRB в марте 2024 года с помощью MeerKAT, радиотелескопа из 64 антенн, расположенного в национальном парке Meerkat в Южной Африке. Затем они направили два сверхчувствительных наземных телескопа на соответствующий участок неба, пытаясь увидеть галактику‑хозяина, и обнаружили лишь пустоту. Тогда исследователи подключили тяжёлую орбитальную артиллерию — «Уэбба» с его исключительной чувствительностью в инфракрасном диапазоне.

«Мы думали, что увидим большую, хорошо сформировавшуюся галактику со множеством звёзд, а вместо этого обнаружили маленькую карликовую галактику, хотя в ней активно образовывались звёзды», говорит Калеб.

В целом эта карликовая галактика оказалась в тысячу раз менее массивной, чем ожидалось. Кроме того, она довольно молода: большинство звёзд могло сформироваться за последние 30 млн лет. Это заставило астрономов считать вероятным источником исторического FRB магнетар.

Быстрые радиовсплески происходят в разных частях неба

Другой распространённый сценарий происхождения FRB предполагает столкновение двух нейтронных звёзд, катастрофическое событие, в результате которого возникает чёрная дыра или сверхмассивная нейтронная звезда, а заодно образуется немало самого настоящего золота.

Однако нейтронные звёзды могут миллиарды лет кружить друг вокруг друга, прежде чем столкнуться, поэтому такой сценарий плохо согласуется с молодой галактикой. Магнетары, напротив, могут возникнуть и высвободить свою магнитную энергию всего за несколько миллионов лет. Особенно в такой бедной металлами (веществами тяжелее гелия) галактике, где образуется много массивных звёзд.

Кроме того, FRB служат своего рода астрономическими фонарями, и сигнал этого конкретного всплеска по пути к нам был изменён двумя структурами космического масштаба. Благодаря этому он помог выявить ранее неизвестную группу галактик примерно в 3,5 миллиарда световых лет от нас, а также сохранил след ионизированного вещества скопления Девы, ближайшей к Земле подобной структуры, расположенной всего примерно в 54 миллионах световых лет.