Csillagászok a valaha észlelt legtávolabbi gyors rádiókitörést (FRB) azonosították, amely az univerzum történetének nyolcvan százalékát átszelve érkezett meg hozzánk. A jel forrása egy apró, aktív csillagképző törpegalaxis, ami meglepetést okozott a kutatóknak, és új fejezetet nyit e rejtélyes kozmikus jelenség kutatásában. A felfedezés a magnetárokat, az extrém mágneses térrel rendelkező neutroncsillagokat jelöli meg a kitörés valószínűsíthető forrásaként.
A dél-afrikai MeerKAT rádiótávcső-rendszer 2024 márciusában észlelte az FRB 20240304B jelű kitörést. A kutatók kezdetben sikertelenül próbálták megtalálni a jel forrásául szolgáló galaxist a legnagyobb földi teleszkópokkal. Végül a James Webb űrteleszkóp infravörös érzékenységére volt szükség ahhoz, hogy a forrásgalaxis előtűnjön a távoli kozmoszban.
A felfedezés komoly meglepetést okozott, mivel a tudósok egy nagy, csillagokban gazdag galaxisra számítottak. Ehelyett egy rendkívül kicsi, aktív csillagképző törpegalaxis bukkant elő, amely a várt tömeg mindössze ezredrészével rendelkezik. Ez a galaxis rendkívül fiatal, csillagállományának kilencven százaléka az elmúlt harmincmillió évben keletkezett, ami kulcsfontosságú információt szolgáltat a kitörés eredetének megértéséhez.
A gyors rádiókitörések (FRB-k) 2007-es felfedezésük óta az asztrofizika egyik legnagyobb rejtélyét képezik. Ezek a távoli kozmoszból érkező, mindössze ezredmásodpercig tartó rádióhullám-felvillanások rendkívül gyorsan eltűnnek, és látszólag véletlenszerűen jelennek meg az égbolton, ami megnehezíti eredetük meghatározását. Az újonnan azonosított FRB 20240304B az úgynevezett "kozmikus délből" érkezett, egy olyan korszakból, amely körülbelül hárommilliárd évvel az Ősrobbanás után következett be.
Ez az időszak az univerzum történetében a csillagkeletkezés csúcsát jelentette. Az FRB-k eredetére vonatkozóan számos elmélet létezik, melyek közül kettő a legnépszerűbb: az egyik a neutroncsillag-párok ütközését, a másik pedig a magnetárok aktivitását valószínűsíti. A most felfedezett törpegalaxis fiatal kora azonban jelentősen befolyásolja e modellek érvényességét.
A törpegalaxis rendkívül fiatal kora kulcsfontosságú a kitörés eredetének megfejtésében. Az egyik népszerű FRB-modell szerint a jelenséget két neutroncsillag ütközése okozza, ám a neutroncsillag-párok milliárd évekig keringenek egymás körül az összeolvadás előtt. Egy ilyen fiatal galaxisban nem állt rendelkezésre elegendő idő egy ilyen esemény bekövetkezéséhez, így ez a modell valószínűtlennek tűnik az FRB 20240304B esetében.
Ezzel szemben a magnetárok, amelyek a legerősebb mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok, néhány millió év alatt képesek kialakulni és leadni mágneses energiájukat. Ez a forgatókönyv különösen illeszkedik egy fémszegény galaxishoz, amely nagy tömegű csillagokat hoz létre, melyek magnetárokká válhatnak. Az FRB-k nem csupán rejtélyes jelenségek, hanem kozmikus szondaként is funkcionálnak. Ahogy a jel áthalad a csillagközi és galaxisközi ionizált gázon, a különböző frekvenciájú összetevői eltérő mértékben lassulnak le, ami az anyag tulajdonságairól árulkodik. Az FRB 20240304B például egy korábban ismeretlen, mintegy 3,5 milliárd fényévre található galaxishalmazt tárt fel, és magán viseli a Földhöz legközelebbi Virgo-halmaz ionos lenyomatát is.
Eddig mindössze alig száz olyan FRB ismert, amelynek forrásgalaxisát sikerült azonosítani, és ezek többsége jóval közelebb található a Földhöz. Ez a felfedezés azonban egyértelműen bizonyítja, hogy a gyors rádiókitörések már az univerzum korai szakaszában is léteztek. A jelenség magyarázatára az elméleti fizikusok közel száz modellt dolgoztak ki, és a megfigyelők feladata ezen elméletek egyenkénti kizárása, ami rendkívül időigényes munka.
A mostani eredmények új irányt szabnak a kutatásnak, és segítenek szűkíteni a lehetséges magyarázatok körét. A távoli FRB-k további tanulmányozása révén a tudósok remélik, hogy mélyebben megérthetik az univerzum fejlődését és a benne zajló extrém fizikai folyamatokat. A James Webb űrteleszkóp és más fejlett obszervatóriumok kulcsszerepet játszanak majd e kozmikus rejtélyek megfejtésében.
📰 Forrás: Portfolio.hu — Eredeti cikk elolvasása