تلسکوپ جیمز وب دورترین انفجار رادیویی سریعی که تاکنون دیده شده را مشخص می کند

اخترشناسان دورترین انفجار سیگنال‌های رادیویی را که تاکنون دیده‌اند شناسایی کرده‌اند: انفجاری که امواج انرژی را از فاصله بیش از 10 میلیارد سال نوری ساطع می‌کند.

این رویداد که FRB 20240304B نام دارد، به عنوان انفجار رادیویی سریع (FRB) شناخته می شود. اخترشناسان پیش از این هزاران FRB را شناسایی کرده اند. اما از آنجایی که این رویدادها تنها میلی ثانیه طول می کشد، مطالعه آنها بسیار دشوار است و داستان منشا آنها نامشخص است.

با این حال، در این مورد، اخترشناسان موفق شدند از یک آرایه تلسکوپ رادیویی و تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای ترسیم این رویداد استفاده کنند، و JWST کهکشان میزبان دقیقی را که FRB 20240304B از آن منشا گرفته بود، محدود کرد. این مطالعه که پنجشنبه (8 اکتبر) در ژورنال Science منتشر شد، زمانی را روشن می کند که کیهان تنها حدود 3 میلیارد سال سن داشته است و نشان می دهد که FRB ها در اوایل تاریخ کیهان ما پدید آمده اند. این تشخیص رکورد مسافت قبلی را برای FRB ها بیش از دو برابر می کند.

Themiya Nanayakkara، یکی از نویسندگان مطالعه، مدرس ارشد موسسه نجوم سیدنی در ایمیلی به Live Science گفت که JWST نقش مهمی در این کشف داشت. این ایمیل با همکاری نویسنده اول مطالعه Manisha Caleb، مدرس ارشد اخترفیزیک در همان دانشگاه نوشته شده است.

برای مثال، مشاهدات JWST نشان داد که کهکشان میزبان کوچکتر از حد انتظار بود، «فقیر از فلز» بود (عنصر کمی به جز هیدروژن و هلیوم داشت)، و در حال تشکیل تعداد زیادی ستاره بود. این ویژگی‌ها می‌توانند سرنخ‌های جدیدی در مورد محیط‌هایی که FRBها در آن به وجود می‌آیند ارائه دهند و اطلاعات بیشتری در مورد رویدادهای مرموز ارائه دهند. محققان پیشنهاد می کنند که این FRB ممکن است به یک مگنتار، یک هسته ستاره ای بسیار مغناطیسی که پس از یک ابرنواختر باقی مانده است، مرتبط باشد.

بزرگنمایی با تلسکوپ جیمز وب

FRB باستانی در ابتدا با MeerKAT، آرایه ای از 64 تلسکوپ رادیویی در آفریقای جنوبی شناسایی شد. Nanayakkara گفت MeerKAT "هم تشخیص انفجار رادیویی سریع و هم از همه مهمتر، موقعیت بسیار دقیق در آسمان" را فاش کرد.

محققان می‌دانستند که FRB به دلیل پراکندگی زیاد سیگنال رادیویی بسیار دور است، اما محققان به Live Science گفتند که در جستجوهای اولیه با تلسکوپ‌های قدرتمند زمینی، "در اصل چیزی ندیدند؛ به نظر می‌رسید آسمان خالی است." محتمل ترین توضیح این بود که کهکشان بسیار کم نور بود که در آن مشاهدات قابل تشخیص نبود.

تصویری از انفجار سریع رادیویی (FRB) که توسط آرایه تلسکوپ رادیویی MeerKAT شناسایی می شود. (اعتبار تصویر: کارل ناکس - OzGrav، دانشگاه فناوری سوئینبرن اعتبار تصویر پس‌زمینه: NASA، ESA، CSA، STScI، Themiya Nanayakkara (USYD) اعتبار پردازش تصویر پس‌زمینه: Joseph DePasquale (STScI)) تیم علمی با برنامه‌ای به نام Director’s Discretionary Time که برای مشاهدات حساس به زمان است، با موفقیت در JWST وقت گذاشت. محققان با استفاده از دوربین مادون قرمز نزدیک JWST برای ردیابی سیگنال رادیویی و گرفتن تصویر بسیار عمیق از منطقه مورد نظر شروع کردند.

نانایاکارا گفت: "ناگهان آنجا بود: یک کهکشان بسیار کم‌نور تقریبا دقیقا همان جایی که انتظار داشتیم میزبان FRB باشد." محققان سپس از طیف‌نگار فروسرخ نزدیک JWST برای بدست آوردن طیفی (طول موج‌های نور شکسته شده به نشانه‌های شیمیایی مختلف) استفاده کردند که هیدروژن و اکسیژن را نشان می‌داد.

Nanayakkara توضیح داد: «این ویژگی‌های طیفی مانند اثر انگشت عمل می‌کنند: از آنجایی که ما از طول موج‌هایی که در آزمایشگاه تولید می‌شوند می‌دانیم، می‌توانیم اندازه‌گیری کنیم که این ویژگی‌ها با انبساط جهان چقدر جابجا شده‌اند. "این به ما یک جابجایی بسیار دقیق به سرخ در حدود 2.15 داد. بنابراین ما این کهکشان را همانگونه می بینیم که کیهان تنها حدود سه میلیارد سال سن داشت، یعنی تقریبا یک پنجم سن فعلی آن."

داستان های مرتبط

انفجارهای رادیویی سریع از کجا می آیند؟ ستاره شناسان فوران های مرموز را به کهکشان های عظیم گره می زنند.

فلاش های مرموز در اعماق فضا هر 157 روز تکرار می شود

انفجار رادیویی سریع در حومه یک کهکشان "قبرستان" باستانی ردیابی شد - و علت آن همچنان یک راز است

به گفته تیم تحقیقاتی، از آنجایی که کهکشان میزبان نسبتا جوان است، از این ایده پشتیبانی می کند که حداقل برخی از FRB ها توسط مگنتارها تولید می شوند، که احتمال بیشتری دارد در کهکشان های اسپری که در آن تشکیل ستاره های شدید رخ می دهد، ظاهر شوند.

این تیم قصد دارد به شکار FRB ها با JWST ادامه دهد.

Nanayakkara گفت: "ما هنوز نمی دانیم که منابع چه خواهند بود."، زیرا این بستگی به آنچه در آسمان ظاهر می شود و توسط تلسکوپ های رادیویی زمینی مشاهده می شود، دارد. هنگامی که تلسکوپ‌های رادیویی ما منبع جدید مناسبی را پیدا کرده و محلی‌سازی می‌کنند، می‌توانیم مشاهدات JWST را فعال کنیم. بنابراین بسیار هیجان‌انگیز است، زیرا ما واقعا نمی‌دانیم وقتی قدرت این دو نوع تلسکوپ را با هم ترکیب کنیم، چه خواهیم یافت.