Webb našel malou hostitelskou galaxii nejvzdálenějšího dosud pozorovaného rychlého rádiového záblesku

Astronomové využívající Vesmírný dalekohled Jamese Webba, společnou misi agentur NASA, ESA a CSA, identifikovali galaxii, z níž pochází FRB 20240304B, který NASA, ESA a observatoř W. M. Keck označují za dosud nejvzdálenější nalezený rychlý rádiový záblesk. Studie, kterou vedla Manisha Caleb z Univerzity v Sydney, vyšla podle tří tiskových zpráv 8. října v časopise Science. Rychlé rádiové záblesky, poprvé objevené v roce 2007, jsou rádiové záblesky trvající jen milisekundy, které k Zemi přicházejí z velkých vesmírných dálek. Většina z nich je pozorována jen jednou a už nikdy znovu a jejich příčina je stále neznámá.

Tým MeerTRAP zachytil záblesk jihoafrickým radioteleskopem MeerKAT 4. března 2024, odtud také pochází jeho označení. Rádiová data naznačovala velmi velkou vzdálenost, ale k jejímu potvrzení bylo třeba najít galaxii, z níž záblesk přišel. Přestože poloha byla známa přesně, velké pozemní dalekohledy na tom místě nic neviděly. Podle observatoře Keck tým, který vedl spoluautor J. Xavier Prochaska (Kalifornská univerzita v Santa Cruz), snímkoval toto místo jednu hodinu přístrojem LRIS na dalekohledu Keck I a žádnou galaxii nenašel. Prochaska uvedl, že tým dospěl k závěru, že „pokud jsme chtěli zdroj najít, museli jsme do vesmíru“.

Kamera NIRCam dalekohledu Webb pak v místě záblesku zachytila galaxii a jeho spektrograf NIRSpec změřil její rudý posuv na 2,148, což záblesk klade do doby pouhých 3 miliard let po velkém třesku. Podle observatoře Keck se měření opíralo o světlo vyzařované kyslíkem a dusíkem. Většina dosud zaznamenaných rychlých rádiových záblesků nastala o miliardy let později. Neobvyklá se ukázala i hostitelská galaxie: galaxie spojované s takovými záblesky bývají hmotné a tvoří hvězdy, kdežto tato je malá trpasličí galaxie zhruba 1 000krát méně hmotná, než tým očekával, i když aktivně tvoří hvězdy. Existovala v období kosmického poledne, v éře, kdy tvorba hvězd ve vesmíru vrcholila, a její tempo tvorby hvězd naznačuje, že většina jejích hvězd mohla vzniknout během pouhých 30 milionů let. „Hostitelská galaxie vyčnívá z celého vzorku galaxií, který máme“, řekl spoluautor Ben Stappers z Manchesterské univerzity.

Podle tiskových zpráv je to důležité pro debatu o tom, jak záblesky vznikají. Podle jednoho vysvětlení pocházejí ze splynutí dvou neutronových hvězd. Protože se očekává, že takové páry potřebují ke spirálovitému vzájemnému přiblížení miliardy let, měly by se záblesky vzniklé tímto způsobem objevovat hlavně ve starších galaxiích s vyvinutými hvězdnými populacemi. Jiné vysvětlení ukazuje na magnetar, mladou neutronovou hvězdu se silným magnetickým polem, která zůstane, když hmotná hvězda skončí jako supernova; ten by mohl vysílat záblesky, například prostřednictvím hvězdotřesení, bez dlouhého čekání, což by je umisťovalo do mladých galaxií, jako je tato. ESA a observatoř Keck uvádějí, že objev naznačuje, že pravděpodobnou příčinou jsou mladé magnetary. „Naše práce naznačuje, že je velmi nepravděpodobné, že by tento FRB vznikl splynutím,“ řekla Caleb.

Záblesk také posloužil jako sonda zdánlivě prázdného prostoru mezi svou galaxií a Zemí. Prochaska přirovnává rychlý rádiový záblesk ke kosmické baterce, jejíž signál nese záznam o všem, čím prošel, což astronomům umožňuje sledovat jinak neviditelnou hmotu kosmické pavučiny. V tomto signálu tým našel stopy dvou struktur: dosud neznámé kupy galaxií vzdálené asi 3,5 miliardy světelných let od Země, při rudém posuvu 0,3, a nedaleké kupy galaxií v Panně, vzdálené asi 54 milionů světelných let. Do budoucna výzkumníci odhadují, že MeerKAT může ročně detekovat a lokalizovat několik záblesků s rudým posuvem nad 1,0, což znamená více než polovinu cesty zpět k počátku vesmíru. Očekávají, že nová rádiová zařízení toto tempo zvýší a že Webb bude pro studium hostitelských galaxií takto vzdálených záblesků nezbytný.