Астрономы зарегистрировали самый далёкий из известных быстрых радиовсплесков — самых коротких по продолжительности, но самых мощных по энергии сигналов, наблюдаемых во Вселенной. Его источник располагался на расстоянии более 11 миллиардов световых лет и испустил сигнал, когда Вселенной было всего около 3 миллиарда лет. Это открытие позволит изучить распределение вещества и процессы формирования галактик в период интенсивного звездообразования.
Радиоинтерферометр MeerKAT, расположенный в Южной Африке, зафиксировал всплеск FRB 20240304B 4 марта 2024 года. Быстрые радиовсплески (FRB) характеризуются очень короткой продолжительностью, всего миллисекунды, однако в это время они выделяют энергию, эквивалентную излучению Солнца за несколько лет. Радиоволны FRB, направляясь к Земле, рассеиваются свободными электронами, и эта дисперсия служит индикатором расстояния. Для FRB 20240304B измеренное значение дисперсии составило 2458 ± 5 пк см. -3, это сразу говорило о значительном расстоянии до источника.
Для определения точного местоположения всплеска активности, исследователи применили космический телескоп «Джеймс Уэбб». Камера NIRCam обнаружила небольшую галактику с низкой светимостью, а спектрограф NIRSpec позволил определить её красное смещение: z = 2,148 ± 0,001. Это значение вдвое превышает расстояние до ранее точно локализованных FRB и соответствует периоду наиболее интенсивного звездообразования во Вселенной.
Галактика, ставшая источником всплеска, имела компактную структуру и небольшую массу (~10 7 эти объекты обладают высокой светимостью и активно участвуют в формировании звёзд. Подобные условия соответствуют моделям, объясняющим возникновение FRB от молодых магнитаров — нейтронных звёзд с чрезвычайно мощным магнитным полем. «Молодые, быстро вращающиеся магнитары могут формироваться всего через несколько миллионов лет после взрыва сверхновой, что позволяет им генерировать FRB в галактиках, относительно недавно образовавшихся», — отмечают исследователи.
Космологов особенно заинтересовал маршрут радиосигнала. Он прошел через скопление Девы и группу галактик со смещением в красный z ≈ 0,311, что предоставило возможность исследовать структуру магнитных полей на масштабах в гигапарсек. Анализ поляризации сигнала выявил сложное взаимодействие магнитных полей и межгалактической плазмы.
Обнаружение FRB 20240304B предоставляет уникальную возможность изучить распределение «скрытой» барионной материи во Вселенной на протяжении 80% её существования. Предыдущие измерения охватывали лишь около половины космического времени. Исследователи считают, что радиотелескопы нового поколения, например SKA, смогут выявлять сотни подобных удалённых FRB, используя их в качестве «маяков» для составления карт межгалактического вещества.