Un semnal misterios a călătorit peste 10 miliarde de ani până la Pământ. Astronomii au identificat cea mai îndepărtată explozie radio cunoscută

Astronomii au detectat ceea ce este considerat cel mai îndepărtat fast radio burst observat până acum, un impuls extrem de scurt și puternic de unde radio care a călătorit mai bine de 10 miliarde de ani înainte să ajungă la noi. Semnalul, denumit FRB 20240304B, provine dintr-o perioadă în care Universul avea doar aproximativ 3 miliarde de ani, adică a traversat aproape 80% din istoria cosmică până la detectarea sa pe Pământ, potrivit NASA.

Descoperirea este importantă nu doar pentru că stabilește un nou record de distanță. Aceste explozii radio misterioase pot fi folosite ca instrumente pentru a studia materia aflată între galaxii și ar putea ajuta astronomii să reconstruiască mai precis structura Universului timpuriu.

Semnalul provine dintr-o galaxie tânără și foarte mică

FRB 20240304B a fost detectat inițial pe 4 martie 2024 cu ajutorul radiotelescopului MeerKAT din Africa de Sud. Datele radio indicau că semnalul provenea de la o distanță extrem de mare, însă astronomii aveau nevoie să identifice galaxia din care provenea pentru a confirma acest lucru.

Cele mai mari telescoape terestre nu au reușit să observe galaxia în punctul din care venea semnalul. Cercetătorii au apelat atunci la Telescopul Spațial James Webb, iar instrumentele sale NIRCam și NIRSpec au identificat galaxia și i-au măsurat deplasarea spre roșu.

Valoarea obținută, redshift 2,148, arată că explozia radio s-a produs când Universul avea aproximativ 3 miliarde de ani. Este de peste două ori mai departe decât recordul anterior pentru un astfel de fenomen.

Galaxia gazdă este descrisă de cercetători drept o galaxie pitică, foarte tânără, în care stelele se formează într-un ritm ridicat. De asemenea, aceasta conține relativ puține elemente grele, ceea ce oferă noi indicii despre mediile în care pot apărea astfel de explozii radio.

Descoperirea se înscrie într-un șir de observații care arată cât de diferit era Universul timpuriu față de cel actual și cât de repede puteau evolua unele galaxii în primele miliarde de ani după Big Bang.

Ce sunt exploziile radio rapide și de unde provin

Fast radio bursts, prescurtate FRB, sunt impulsuri extrem de scurte de unde radio. Ele durează de obicei doar câteva milisecunde, dar în acel interval pot elibera o cantitate uriașă de energie.

Fenomenul a fost descoperit pentru prima dată în 2007, iar de atunci au fost detectate peste 10.000 de astfel de semnale. Unele se repetă constant, altele apar pentru o perioadă și apoi dispar, iar unele sunt observate o singură dată.

Originea lor nu este încă stabilită definitiv. Una dintre cele mai importante ipoteze este că ele ar putea fi produse de magnetari, un tip de stea neutronică ce are un câmp magnetic extrem de puternic.

Noua descoperire complică însă imaginea. Faptul că FRB 20240304B provine dintr-o galaxie foarte tânără și săracă în metale înseamnă că orice model care încearcă să explice originea acestor explozii trebuie să funcționeze și în astfel de condiții cosmice primitive.

Deocamdată, cercetătorii nu știu dacă acest semnal va fi detectat din nou sau dacă a fost un eveniment singular.

Un instrument pentru a găsi materia pe care nu o putem vedea

Chiar dacă sursa exactă a FRB-urilor rămâne necunoscută, astronomii le pot folosi pentru altceva: măsurarea materiei pe care undele radio o întâlnesc în drumul lor spre Pământ.

Pe măsură ce semnalul traversează spațiul intergalactic, particulele întâlnite îi modifică proprietățile. Analizând aceste schimbări, cercetătorii pot estima câtă materie se află între sursă și noi.

Este o metodă extrem de utilă deoarece o parte importantă a materiei obișnuite din Univers este foarte greu de detectat cu telescoapele optice. FRB-urile pot funcționa astfel ca niște sonde cosmice naturale, permițând astronomilor să „numere” materia aflată de-a lungul traseului lor.

Ideea completează alte metode prin care astronomii încearcă să cartografieze componentele invizibile ale cosmosului. Recent, James Webb a fost folosit și pentru realizarea celei mai detaliate hărți a materiei întunecate, oferind o imagine tot mai clară asupra modului în care materia vizibilă și cea invizibilă au modelat Universul.

Descoperirea ar putea schimba ce știm despre Universul timpuriu

Existența unui astfel de semnal la numai 3 miliarde de ani după Big Bang sugerează că exploziile radio rapide ar fi putut fi mult mai comune în Universul timpuriu decât se credea.

Dacă astronomii vor detecta mai multe FRB-uri la distanțe similare, aceste semnale ar putea deveni unele dintre cele mai eficiente instrumente pentru studierea materiei dintre galaxii și a modului în care aceasta era distribuită în primele etape ale evoluției cosmice.

Descoperirea mai arată încă o dată rolul esențial al Telescopului James Webb în analiza obiectelor extrem de îndepărtate. Observatorul a oferit deja rezultate care au obligat astronomii să revizuiască unele ipoteze despre formarea galaxiilor, inclusiv prin descoperirea unor galaxii surprinzător de mature în Universul timpuriu.

În cazul FRB 20240304B, astronomii nu au descoperit încă ce anume a produs explozia. Au reușit însă să stabilească de unde vine și cât de vechi este semnalul: a pornit într-o epocă în care nici Pământul, nici Soarele nu existau și a traversat peste 10 miliarde de ani de istorie cosmică înainte de a ajunge la noi.