Понякога от дълбините на открития космос до Земята достигат призрачни радиосигнали, чийто произход астрономите все още не могат да обяснят напълно. Част от причината за тази мистерия е, че те изчезват почти в същия миг, в който се появят.
Тези кратки явления, известни като бързи радиоимпулси (Fast Radio Bursts или FRBs), са сред най-загадъчните събития във Вселената. Те представляват мощни избухвания на радиовълни от далечния Космос, които обикновено траят само малка част от секундата. Тяхната кратковременност и фактът, че се появяват хаотично по цялото небе, затрудняват определянето на произхода им вече близо две десетилетия от тяхното откриване през 2007 г.
Сега обаче учените разполагат с голяма следа: астрономи съобщиха за откриването на най-далечния бърз радиоимпулс, регистриран някога. Обозначен като FRB 20240304B, той представлява сноп от древна енергия, излъчен за едва една хилядна от секундата, който е пътувал през 80 процента от историята на Вселената, за да достигне до нас.
„Това, което прави бързите радиоимпулси толкова интересни, е, че не знаем какво точно ги генерира. Имаме теории за обектите, които ги произвеждат, но нямаме окончателно доказателство“, обяснява водещият автор д-р Маниша Калеб, радиоастроном и астрофизик от Университета в Сидни.
Кой е космическият извършител?
В този конкретен случай основният заподозрян е магнетар – екстремен тип неутронна звезда с най-мощните магнитни полета във Вселената. Тяхната маса е колкото тази на Цялото слънце, но е свита в магнитно кълбо с размерите на малък град.
Въпреки колосалната си мощ – способни да освободят енергия, колкото 500 милиона Слънца за части от секундата – тези импулси са сравнително скромни на фона на явления като експлозии на супернови или гама-избухвания. Поради това теоретиците са създали близо 100 различни модела за техния произход.
„Ние, наблюдателите, можем само да отхвърляме модели, но никога да не ги доказваме окончателно. А когато имаш 100 модела за отхвърляне, това отнема доста време“, споделя пред ScienceAlert проф. Дж. Ксавие Прохаска от Калифорнийския университет в Санта Круз.
Търсене в мрак и намесата на телескопа „Джеймс Уеб“
В проучването, публикувано в престижното списание Science, международен екип от астрономи използва множество обсерватории, за да изследва мистериозния сигнал, идващ от ерата на т.нар. „космически пладне“ – период отпреди повече от 10 милиарда години (едва 3 милиарда години след Големия взрив), когато раждането на звезди във Вселената е било на своя пик.
Импулсът е засечен през март 2024 г. с помощта на радиотелескопа MeerKAT в Южна Африка. След това астрономите насочват най-чувствителните си наземни телескопи към съответния участък от небето, за да открият галактиката-гостоприемник, но откриват… пълен мрак.
Тогава на помощ идва космическият телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) с неговата изключителна инфрачервена чувствителност.
Вместо гигантска галактика с милиарди звезди, телескопът открива малка галактика-джудже, която обаче активно ражда нови звезди. Тази галактика е 1000 пъти по-малка от очакваното и е изключително млада – 90% от звездната ѝ маса се е формирала през последните 30 милиона години.
Това откритие потвърждава хипотезата за магнетар:
- Сблъсъкът на две неутронни звезди (друга популярна теория за FRB) отнема милиарди години танц една около друга и не би бил възможен в толкова млада галактика.
- Магнетите обаче могат да се образуват и да освободят магнитната си енергия само за няколко милиона години, особено в галактики, бедни на метали.
Космически фенер към дълбокия Космос
Преминавайки през студения, йонизиран газ в космоса, по-ниските честоти на радиосигнала са се забавили повече от по-високите. По този начин FRB действат като своеобразно „астрономическо фенерче“.
По пътя си към Земята сигналът на FRB 20240304B е бил пречупен от две мащабни космически структури:
- Осветил е непозната досега галактична група на разстояние 3,5 милиарда светлинни години.
- Носи йонизационния отпечатък на галактическия куп Дева, намиращ се на около 54 милиона светлинни години от нас.
Досега са познати едва около 100 бързи радиоимпулса с потвърдени галактики-гостоприемници, като повечето са значително по-близо до Земята. Откритието доказа, че тези явления съществуват и в толкова ранни епохи от историята на Вселената, отваряйки вратата за нови изследвания на още по-големи разстояния.
