James Webb Space Telescopes NIRCam (Near-Infrared Camera) upptäckte galaxen varifrån den snabba radiopulsen FRB 20240304B kom (det längst i tid och snabbaste utbrottet vi upptäckt). Galaxen finns ca 11 miljarder ljusår bort positionen visas av det vita korset på bilden. Pulsen kom från en liten dvärggalax där det aktivt bildas stjärnor. Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Themiya Nanayakkara(USYD); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)
Första gången man upptäckte ett radioutbrott FRB (fast radio burst) var 2007. Dessa består av millisekundlånga radioutstrålningar från det avlägsna universum. Strålningarnas ursprung är fortfarande osäkert, särskilt eftersom de flesta uppstår en gång och aldrig mer.
Astronomer som använde NASAs James Webb Space Telescope har lokaliserat galaxen där det mest avlägsna snabba radioutbrottet (FRB) hittills setts. Upptäckten har betydelse för vilken typ av energihändelse som skapar dessa utbrott. "Det som gör snabba radioutbrott intressanta är att vi inte vet vad som bildar dem. Vi har teorier om vilka objekt som producerar dem, men vi har inga avgörande bevis," beskriver Manisha Caleb vid University of Sydney, huvudförfattare till studien som publicerades nyligen i tidskriften Science.
MeerTRAP-teamet (MeerTRAP-teamet är en internationell forskargrupp inom astrofysik som leds av Professor Ben Stappers vid Jodrell Bank Centre for Astrophysics vid University of Manchester) använde MeerKAT-teleskopet (ett radioteleskop i Sydafrika) för att upptäcka utbrottet den 4 mars 2024, vilket fick beteckningen FRB 20240304B. Radiodata från detta utbrott antydde att den var extremt avlägsen, möjligen det avlägsnaste som hittills upptäckts. För att bekräfta det avståndet skulle astronomerna dock behöva studera galaxen varifrån det kom. Även om de kände till FRB:s plats mycket exakt, kunde världens största markbaserade teleskop inte upptäcka någon galax på den platsen i skyn. Teamet vände sig till Webb-teleskopet och fick en tid för att använda detta.
Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera)-instrument upptäckte då en galax på rätt plats och dess NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) instrument gav en exakt mätning av galaxens rödförskjutning: 2,148, vilket motsvarar en tid bara 3 miljarder år efter big bang. Den stora majoriteten av FRB som upptäckts hittills inträffade miljarder år senare i kosmos historia. Galaxen existerade i en period av i universums historia då stjärnbildningen var som störst. Galaxens hastighet av stjärnbildning antydde att majoriteten av dess stjärnor kan ha bildats inom bara 30 miljoner år.
Detta har viktiga konsekvenser i sökandet efter ursprunget till snabba radioutbrott. En teori föreslår att FRB kan ha sitt ursprung i sammanslagningen av två neutronstjärnor. Processen där neutronstjärnor i omloppsbana gradvis närmar sig tills de kolliderar ett förlopp som dock förväntas ta miljarder år. Som ett resultat av detta förväntas FRB associeras med äldre galaxer med mer utvecklade stjärnpopulationer än den nu hittade.
En andra teori föreslår att en FRB kan ha sitt ursprung i en enda, ung, högmagnetisk neutronstjärna känd som magnetar genom en mekanism som kan kallas stjärnskalv. Då en massiv stjärna exploderar som en supernova och lämnar efter sig en magnetar kan en FRB ske relativt snabbt ske utan någon större tidsfördröjning. Som ett resultat förväntas FRB också hittas i yngre galaxer som galaxen där man fann FRB 20240304B.
"Vårt arbete tyder på att det är mycket osannolikt att denna FRB producerades genom en sammanslagning av två neutronstjärnor," påtalar Caleb.
"Våra resultat visar ytterligare Webbs fantastiska förmåga att tänja på gränser bortom vad som tidigare var möjligt att upptäcka" beskriver medförfattaren till studien Themiya Nanayakkara från University of Sydney, Australien.
"En snabb radiopuls är nästan som en kosmisk ficklampa. Den lyser upp allt längs vägen. Den bär ett avtryck av allt den färdas genom, så man kan använda den för att spåra den annars annars osynliga materian och strukturerna den möter längs vägen mot oss," beskriver medförfattaren J. Xavier Prochaska vid University of California, Santa Cruz.
