Засякоха най-далечния досега мощен бърз радиоимпулс

Ваня Милева Последна промяна на 12 август 2025 в 10:16 193 0

RGB композитно NIRCam изображение и спектър на галактиката-домакин на FRB

Кредит arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2508.01648

Галактиката, в която е установено, че е източник на бързия радиоимпулс FRB 2020304B. Изображението горе вляво показва зрителното поле около областта на наблюдение, като отпечатъкът на NIRcam е показан вдясно. Квадратът показва отпечатъка на наблюдението на NIRSpec IFS и най-вероятната позиция на FRB 2020304B, показана като зелен кръст, заобиколен от несигурността на локализацията (бял кръг). Средните изображения показват, отляво надясно, наблюденията на автора с NIRCam, данни за кислород III от NIRSpec, данни за водород алфа от NIRSpec и изображение в бяла светлина от NIRSpec. Долният панел показва спектъра (черна линия) и неговите несигурности (защрихована област) на галактиката приемник.

Всеки ден, дори по няколко пъти на ден, мощни избухвания на радиовълни се разпръскват от далечни ъгли на Вселената. Тези космически "фойерверки", наречени бързи радиоимпулси (FRB - Fast radio burst), произвеждат енергията на Слънцето за една година за милисекунди. От откриването им през 2007 г. астрономите са ги засекли навсякъде – от нашата собствена галактика до разстояния от милиарди светлинни години.

В статия австралийски екип докладва за откритието на FRB 20240304B, мощен импулс, тръгнал към нас само 3 милиарда години след Големия взрив.

Събитието, обозначено като FRB 20240304B, е засечено за първи път на 4 март 2024 г. от южноафриканския радиотелескоп MeerKAT. Това, което прави това откритие изключително, е невероятното му разстояние, при колосално червено отместване от z = 2,148±0,001, или около 3 милиарда години след Големия взрив. Това означава, че наблюдаваме светлина, която е пътувала над 11 милиарда години, за да достигне Земята.

Да се открие откъде идва сигналът изисква детективска работа в множество обсерватории. Авторите се опитват да локализират галактиката-източник на FRB 20240304B, използвайки наземни обсерватории и архивни данни, но това се оказва недостатъчно. Но последващи изследвания с инструментите NIRCam и NIRSpec на космическия телескоп "Джеймс Уеб" успяват да разкрият галактиката-източник на FRB и да получат спектроскопско червено отместване.

Радиоимпулсът се разпръсква със скорост от приблизително 2330 pc cm⁻³ (парсек на кубичен сантиметър, мярка за дисперсия), което веднага предполага изключително далечен произход.

Мярката за дисперсия, използвана в астрономията, представлява интегрираната електронна плътност по линията на видимост между източник на радиовълни и наблюдателя. Тя се изчислява чрез сумиране на електронната плътност (брой електрони на кубичен сантиметър, cm⁻³) по протежение на пътя, умножена по разстоянието (в парсеци, pc). 

Това измерване по-точно описва доколко радиосигналът е бил разтегнат и забавен от свободните електрони в космоса. Това е улика, която разкрива огромните разстояния, които сигналът е изминал.

Откритието удвоява обхвата на червеното отместване на локализираните FRB и изследва йонизирани бариони в ~80% от историята на Вселената. Предишни FRB засичания са достигали само до около половината от космическото време, но FRB 20240304B измества границата на нашите наблюдения до времето, когато Вселената е била все още в младостта си.

Галактики, в които са открити бързи радиоимпулси. Кредит: NASA/Hubble Space TelescopeГалактики, в които са открити бързи радиоимпулси. Кредит: NASA/Hubble Space Telescope

Самата галактика гостоприемник има интересна история. FRB 2024030 е засечен с радиотелескопа MeerKAT в Южна Африка и локализира сигнала до галактика с ниска маса, образуваща звезди, с помощта на космическия телескоп "Джеймс Уеб". Тази млада, активно образуваща звезди галактика предоставя важна информация за произхода на тези загадъчни изблици на енергия. А техният точен произход все още е обект на ожесточени дебати в научната общност.

Тъй като галактиката-домакин е сравнително млада, не е много масивна и все още формира звезди, наличието на FRB предполага произход, който може да се случи в сравнително кратки времеви рамки, като например млади магнетари. Това подкрепя теориите, че FRB произхождат от силно намагнитени неутронни звезди, наречени магнетари, а не от процеси, изискващи милиарди години еволюция.

При изхвърляне, което би причинило забавяне на въртенето му, в концепцията на този художник е изобразен магнетар, който губи материал в космоса. Силните, усукани линии на магнитното поле на магнетара (показани в зелено) могат да повлияят на потока от електрически зареден материал от обекта, който е вид неутронна звезда. Кредит: NASA/JPL-Caltech

Откритието разкрива и сложни структури на магнитното поле, обхващащи гигапарсекови мащаби. Линията на видимост, с клъстера Дева и група на преден план, разкрива сложността на магнитното поле в гигапарсекови мащаби. Пътувайки към Земята, радиовълните са преминавали през различни структури, всяка от които е оставяла своя отпечатък върху сигнала.

Може би най-забележителното е, че наблюденията установяват активност на FRB по време на пика на звездообразуването и демонстрират, че FRB могат да изследват образуването на галактики по време на най-активната епоха в космологичната история. Епохата, в която е възникнал FRB 20240304B, съответства на времето, когато Вселената е образувала звезди с най-бърза скорост.

A fast radio burst from the first 3 billion years of the Universe. Manisha Caleb et. al. https://arxiv.org/abs/2508.01648

[image or embed]

— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) August 5, 2025 at 10:06 AM

С пускането на телескопи от следващо поколение в експлоатация, открития като FRB 20240304B сочат към вълнуващо бъдеще, където тези мимолетни сигнали се превръщат в посланици от далечното минало на Вселената, помагайки ни да разберем как Вселената се е развила от ранната си, хаотична младост до структурирания космос, който виждаме днес.

Справка: Manisha Caleb et al, A fast radio burst from the first 3 billion years of the Universe, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2508.01648

Източник: Astronomers Detect Most Distant Fast Radio Burst Ever, Mark Thompson, Universe Today

    Най-важното
    Всички новини