Мгновение, длящееся миллиарды лет: как короткий всплеск раскрыл долгую историю космоса

Представьте: радиосигнал, который шёл к нам больше 11 миллиардов лет, — и всё для того, чтобы рассказать о магнитных полях, газе и тайнах космоса, которые иначе остались бы неразгаданными. Именно это и произошло, когда астрономы зафиксировали FRB 20240304B — быстрый радиовсплеск с колоссальным красным смещением.

Как его обнаружили?

Сигнал был впервые пойман 4 марта 2024 года радиотелескопом MeerKAT в Южной Африке. Но настоящая сенсация ждала учёных, когда выяснилось расстояние до источника: красное смещение z = 2,148±0,001. Это значит, что всплеск пришёл из эпохи, когда Вселенной было всего около 3 миллиардов лет.

Определить, откуда именно пришёл сигнал, было непросто. Изначальные наблюдения с наземных обсерваторий и архивные данные не дали результата. Помогли инструменты NIRCam и NIRSpec космического телескопа "Джеймс Уэбб": с их помощью удалось не только найти галактику-источник, но и измерить спектроскопическое красное смещение.

Что показал анализ сигнала?

Радиовсплеск нёс с собой информацию о своей долгой дороге: измеренная дисперсия составила около 2330 пк/см³. Это значение, своего рода "космический отпечаток пальца", подтвердило, насколько далеко путешествовал сигнал, проходя через свободные электроны в межгалактической среде.

Это открытие удваивает диапазон красного смещения локализованных FRB и позволяет исследовать ионизированные барионы примерно на 80% истории Вселенной.

Родительская галактика FRB 20240304B оказалась молодой, не очень массивной и активно формирующей звёзды. Это важная подсказка: такие всплески, вероятно, возникают в сравнительно короткие сроки — например, в результате активности магнетаров, а не процессов, требующих миллиардов лет эволюции.

Магнитные поля гигапарсековых масштабов

На пути к Земле радиоволны прошли через сложные магнитные структуры, включая скопление Девы и другие образования. Это позволило выявить наличие организованных магнитных полей в масштабах, измеряемых гигапарсеками.

Особенно важно, что FRB 20240304B возник в период так называемого "космического полдня" — времени, когда Вселенная формировала звёзды с максимальной интенсивностью. Это подтверждает, что быстрые радиовсплески могут служить маркерами активного галактического формирования.

С появлением телескопов нового поколения, подобные открытия станут чаще. FRB превращаются в мощный инструмент для изучения эволюции Вселенной — от её бурной молодости до современной структуры.