التقط العلماء أبعد انفجار راديوي سريع، حيث يقع مصدره في مجرة ​​بعد حوالي ثلاثة مليارات سنة من الانفجار الكبير

الملخص:

استخدم فريق دولي بقيادة جامعة سيدني في أستراليا التلسكوب الراديوي MeerKAT في جنوب أفريقيا وتلسكوب جيمس ويب الفضائي لالتقاط وتحديد موقع أبعد انفجار راديوي سريع حتى الآن، FRB 20240304B. ويقع مصدره في مجرة ​​بعد حوالي 3 مليارات سنة من الانفجار الكبير. سافرت الإشارة في الكون لأكثر من 10 مليارات سنة، أي أكثر من ضعف المسافة المسجلة في سجل FRB السابق. ونشرت النتائج ذات الصلة في العدد الأخير من مجلة العلوم.

رسم توضيحي للكشف عن FRB 20240304B. المصدر: "العلم"

لقد حيرت الانفجارات الراديوية السريعة (FRBs) علماء الفلك منذ اكتشافها لأول مرة. هذه الظاهرة عبارة عن نبضة راديوية تدوم بضعة أجزاء من الثانية وتنشأ من خارج مجرة ​​درب التبانة. أصله الجسدي غامض، لكن طاقته عالية للغاية. على الرغم من الجهود العديدة والعلماء الذين يطورون النظريات ذات الصلة، إلا أن أصل الدفقات الراديوية السريعة لم يتم توضيحه بالكامل بعد. في الوقت الحاضر، تعتبر النجوم المغناطيسية مرشحة لبعض المصادر؛ ويعتقد بعض علماء الفلك أنها قد تكون الضوضاء الناتجة عن اصطدام نجمين؛ وبعض علماء الفلك أكثر استعدادًا للاعتقاد بأن هذه رسالة من كائنات فضائية - ربما يكون سببها "تسرب" التكنولوجيا من الحضارات المتقدمة خارج كوكب الأرض.

لم يستمر وميض الراديو هذا سوى بضعة أجزاء من الثانية، كما أطلق طاقة هائلة. في 4 مارس 2024، استخدم مشروع MeerTRAP MeerKAT لالتقاط الانفجار أولاً، ثم استخدم علماء الفلك كاميرا Webb القريبة من الأشعة تحت الحمراء ومقياس الطيف للعثور على "موطنه". يعطي الطيف انزياحًا نحو الأحمر يبلغ حوالي 2.148، وهو ما يتوافق مع الوقت الذي كان فيه الكون لا يزال صغيرًا جدًا. في الماضي، لم تتمكن التلسكوبات الأرضية الكبيرة من رؤية هذا المضيف لأنه كان صغيرًا ومعتمًا، لكن قدرات الأشعة تحت الحمراء التي يتمتع بها ويب يمكنها حبسه.

بعد تحديد الموقع، وجد علماء الفلك أن المضيف لم يكن مثل المجرات الكبيرة الناضجة حيث توجد معظم الدفقات الراديوية السريعة، ولكنه مجرة ​​قزمة منخفضة الكتلة وفقيرة بالمعادن والتي كانت تتشكل النجوم بسرعة. هذا النوع من البيئة شاب ونشط في عملية تكوين النجوم، مما يدعم أيضًا "أصل النجوم المغناطيسية": بعد أن يصبح النجم الضخم مستعرًا أعظم، فإنه يترك وراءه نجمًا نيوترونيًا بمجال مغناطيسي قوي، يمكن أن ينفجر في وقت قصير. وإذا كان الاندماج يعتمد على نجوم نيوترونية قديمة، فعادةً ما يستغرق وقت تطور أطول، وهو أمر غير مناسب لهذه المجرة الصغيرة. وبناءً على ذلك، يعتقد الفريق أن بعض الدفقات الراديوية السريعة البعيدة على الأقل قد تأتي من نجوم مغناطيسية شابة.

النقطة الأساسية في هذه النتيجة هي أن إشارة الراديو سوف "تتفاعل" مع الغاز المتأين على طول الطريق أثناء "اندفاعها". وهناك فارق زمني بسيط بين الترددات المختلفة التي تصل إلى الأرض، وهو ما يمكن استخدامه للاستدلال على المادة المخبأة في المنتصف. هناك كمية كبيرة من الغازات الرقيقة وهياكل الشبكة الكونية بين المجرات، والتي تكون غير مرئية تقريبًا في الأوقات العادية، لكن التدفقات الراديوية السريعة تضيء خط الرؤية بأكمله مثل مصباح يدوي. لم تحطم هذه الإشارة الرقم القياسي للمسافة فحسب، بل قدمت أيضًا عينات جديدة لرسم خرائط توزيع المادة والمجال المغناطيسي والوسط بين المجرات في الكون المبكر.

ذكر فريق البحث أن الخطوة التالية ستكون استخدام مصفوفة راديوية أكثر حساسية لتركيب معدات الأشعة تحت الحمراء الخاصة بتلسكوب ويب لمواصلة البحث عن إشارات في وقت مبكر من الكون وأقرب إلى نجوم الجيل الأول.