Webb מצא את הגלקסיה המארחת הקטנה של התפרצות הרדיו המהירה הרחוקה ביותר שנצפתה עד כה

אסטרונומים שהשתמשו בטלסקופ החלל ג׳יימס Webb, משימה משותפת של NASA, ESA ו־CSA, זיהו את הגלקסיה שהפיקה את FRB 20240304B, ש־NASA, ESA ומצפה הכוכבים W. M. Keck מתארים כהתפרצות הרדיו המהירה הרחוקה ביותר שנמצאה עד כה. לפי שלוש ההודעות לעיתונות, המחקר, בהובלת מנישה קיילב מאוניברסיטת סידני, פורסם ב־8 באוקטובר בכתב העת Science. התפרצויות רדיו מהירות, שהתגלו לראשונה ב־2007, הן הבזקי רדיו הנמשכים אלפיות שנייה בלבד ומגיעים לכדור הארץ ממרחקים עצומים ביקום. רובן נצפות פעם אחת בלבד ואינן נראות שוב, ומה שגורם להן עדיין אינו ידוע.

צוות MeerTRAP קלט את ההתפרצות באמצעות טלסקופ הרדיו MeerKAT שבדרום אפריקה ב־4 במרץ 2024, ומכאן מקור כינויה. נתוני הרדיו רמזו על מרחק גדול מאוד, אך כדי לאשר זאת היה צורך למצוא את הגלקסיה שממנה הגיעה ההתפרצות. אף שהמיקום היה ידוע בדיוק, טלסקופים קרקעיים גדולים לא ראו שם דבר. לפי מצפה הכוכבים Keck, צוות בהובלת שותף המחקר ג׳. חאווייר פרוצ׳סקה (אוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז) הקדיש שעה אחת לצילום הנקודה במכשיר LRIS שעל טלסקופ Keck I ולא מצא שום גלקסיה. לדברי פרוצ׳סקה, הצוות הגיע למסקנה כי „אם רצינו למצוא את המקור, היינו חייבים לצאת לחלל”.

לאחר מכן זיהתה מצלמת NIRCam של Webb גלקסיה במיקום ההתפרצות, וספקטרוגרף NIRSpec שלו מדד את ההיסט לאדום של הגלקסיה: 2.148, נתון הממקם את ההתפרצות 3 מיליארד שנה בלבד אחרי המפץ הגדול. לדברי Keck, המדידה התבססה על אור שנפלט מחמצן ומחנקן. רוב התפרצויות הרדיו המהירות שתועדו עד כה התרחשו מיליארדי שנים מאוחר יותר. גם הגלקסיה המארחת התבררה כחריגה: גלקסיות הקשורות להתפרצויות כאלה הן בדרך כלל מסיביות ויוצרות כוכבים, ואילו זו גלקסיה ננסית קטנה שמסתה קטנה בערך פי 1,000 ממה שציפה הצוות, אם כי היא יוצרת כוכבים באופן פעיל. היא התקיימה בסביבות „הצהריים הקוסמיים”, התקופה שבה היווצרות הכוכבים ביקום הגיעה לשיאה, וקצב היווצרות הכוכבים בה מרמז שייתכן שרוב כוכביה נולדו בתוך 30 מיליון שנה בלבד. „הגלקסיה המארחת בולטת בכל מדגם הגלקסיות שיש לנו”, אמר שותף המחקר בן סטפרס מאוניברסיטת מנצ׳סטר.

לפי ההודעות, הדבר חשוב לוויכוח על האופן שבו נוצרות ההתפרצויות. הסבר אחד גורס שהן נובעות ממיזוג של שני כוכבי נייטרונים. מאחר שזוגות כאלה צפויים להזדקק למיליארדי שנים כדי להסתחרר זה אל זה, התפרצויות שנוצרות בדרך זו אמורות להופיע בעיקר בגלקסיות ותיקות יותר עם אוכלוסיות כוכבים מפותחות. הסבר אחר מצביע על מגנטאר, כוכב נייטרונים צעיר בעל שדה מגנטי חזק במיוחד, שנותר אחרי שכוכב מסיבי מסיים את חייו כסופרנובה; הוא יכול לפלוט התפרצויות, למשל באמצעות רעידות כוכב, ללא המתנה ארוכה, מה שימקם אותן בגלקסיות צעירות כמו זו. ESA ו־Keck אומרים שהממצא מעיד כי מגנטארים צעירים הם הגורם הסביר. „עבודתנו מרמזת שמאוד לא סביר שה־FRB הזה נוצר ממיזוג”, אמרה קיילב.

ההתפרצות שימשה גם כגשוש לחקר החלל הריק לכאורה שבין הגלקסיה שלה לבין כדור הארץ. פרוצ׳סקה משווה התפרצות רדיו מהירה לפנס קוסמי שהאות שלו נושא תיעוד של כל מה שהוא עובר דרכו, וכך מאפשר לאסטרונומים להתחקות אחר החומר הבלתי נראה של הרשת הקוסמית. באות הזה מצא הצוות עקבות של שני מבנים: צביר גלקסיות שלא היה ידוע קודם, במרחק של כ־3.5 מיליארד שנות אור מכדור הארץ, בהיסט לאדום של 0.3, וצביר מזל בתולה הסמוך, במרחק של כ־54 מיליון שנות אור. במבט קדימה, החוקרים מעריכים ש־MeerKAT עשוי לזהות ולמקם כמה התפרצויות בשנה בהיסטים לאדום של מעל 1.0, כלומר יותר ממחצית הדרך אחורה אל ראשית היקום. הם צופים שמתקני רדיו חדשים יגבירו את הקצב הזה וש־Webb יהיה חיוני לחקר הגלקסיות המארחות של התפרצויות רחוקות כאלה.