Webb, şimdiye kadar görülen en uzak hızlı radyo patlamasının küçük ev sahibi galaksisini buldu

NASA, ESA ve CSA'nın ortak misyonu olan James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan gökbilimciler, NASA, ESA ve W. M. Keck Gözlemevi'nin şimdiye kadar bulunan en uzak hızlı radyo patlaması olarak tanımladığı FRB 20240304B'yi üreten galaksiyi belirledi. Üç basın bülteninin aktardığına göre, Sydney Üniversitesi'nden Manisha Caleb liderliğindeki çalışma 8 Ekim'de Science dergisinde yayımlandı. İlk kez 2007'de keşfedilen hızlı radyo patlamaları, evrenin çok uzak köşelerinden Dünya'ya ulaşan ve yalnızca milisaniyeler süren radyo parlamalarıdır. Çoğu yalnızca bir kez gözlemlenir ve bir daha görülmez; bunlara neyin yol açtığı ise hâlâ bilinmiyor.

MeerTRAP ekibi patlamayı 4 Mart 2024'te Güney Afrika'daki MeerKAT radyo teleskobuyla yakaladı; patlamanın adı da buradan geliyor. Radyo verileri çok büyük bir uzaklığa işaret ediyordu, ancak bunu doğrulamak için patlamanın geldiği galaksiyi bulmak gerekiyordu. Konum kesin olarak bilinmesine rağmen yerdeki büyük teleskoplar orada hiçbir şey göremedi. Keck Gözlemevi'ne göre, ortak yazar J. Xavier Prochaska (California Üniversitesi, Santa Cruz) liderliğindeki bir ekip, Keck I teleskobundaki LRIS aygıtıyla bölgeyi bir saat boyunca görüntüledi ve hiçbir galaksi bulamadı. Prochaska, ekibin “kaynağı bulmak istiyorsak uzaya gitmemiz gerekiyordu” sonucuna vardığını söyledi.

Ardından Webb'in NIRCam kamerası patlamanın konumunda bir galaksi tespit etti ve NIRSpec tayfçekeri galaksinin kırmızıya kaymasını 2,148 olarak ölçtü; bu da patlamayı Büyük Patlama'dan yalnızca 3 milyar yıl sonrasına yerleştiriyor. Keck'e göre ölçüm, oksijen ve azotun yaydığı ışığa dayanıyordu. Şimdiye kadar kaydedilen hızlı radyo patlamalarının çoğu milyarlarca yıl sonra gerçekleşti. Ev sahibi galaksinin de sıra dışı olduğu ortaya çıktı: Bu tür patlamalarla ilişkilendirilen galaksiler genellikle kütleli ve yıldız oluşturan galaksilerdir; bu ise ekibin beklediğinden yaklaşık 1.000 kat daha az kütleli, küçük bir cüce galaksi, ancak etkin biçimde yıldız oluşturuyor. Galaksi, evrendeki yıldız oluşumunun zirveye ulaştığı dönem olan kozmik öğle sıralarında var olmuştu ve yıldız oluşum hızı, yıldızlarının büyük kısmının yalnızca 30 milyon yıl içinde doğmuş olabileceğini düşündürüyor. Manchester Üniversitesi'nden ortak yazar Ben Stappers, “Ev sahibi galaksi, elimizdeki tüm galaksi örnekleminde göze çarpıyor” dedi.

Bültenlere göre bu, patlamaların nasıl ortaya çıktığına ilişkin tartışma açısından önem taşıyor. Bir açıklamaya göre patlamalar iki nötron yıldızının birleşmesinden kaynaklanıyor. Bu tür çiftlerin sarmal bir yörüngede birbirine yaklaşmasının milyarlarca yıl sürmesi beklendiğinden, bu şekilde oluşan patlamaların esas olarak evrimleşmiş yıldız toplulukları barındıran daha yaşlı galaksilerde görülmesi gerekir. Bir başka açıklama ise magnetara, yani kütleli bir yıldız süpernova olarak sona erdiğinde geride kalan genç ve güçlü manyetik alana sahip bir nötron yıldızına işaret ediyor; böyle bir cisim, örneğin yıldız depremleri yoluyla, uzun bir bekleyiş olmadan patlamalar yayabilir ve bu da patlamaları bunun gibi genç galaksilere yerleştirir. ESA ve Keck'e göre bulgu, genç magnetarların olası neden olduğuna işaret ediyor. Caleb, “Çalışmamız, bu FRB'nin bir birleşme tarafından üretilmiş olma olasılığının çok düşük olduğunu düşündürüyor” dedi.

Patlama ayrıca galaksisi ile Dünya arasındaki görünüşte boş uzayı incelemek için bir sonda işlevi gördü. Prochaska, hızlı radyo patlamasını, sinyali geçtiği her şeyin kaydını taşıyan kozmik bir el fenerine benzetiyor; bu da gökbilimcilerin kozmik ağın başka türlü görünmeyen maddesinin izini sürmesini sağlıyor. Ekip bu sinyalde iki yapının izlerini buldu: Dünya'dan yaklaşık 3,5 milyar ışık yılı uzaklıkta, 0,3 kırmızıya kaymada bulunan ve daha önce bilinmeyen bir galaksi kümesi ile yaklaşık 54 milyon ışık yılı uzaklıktaki yakın Virgo (Başak) Kümesi. Araştırmacılar ileriye dönük olarak MeerKAT'in her yıl 1,0'ın üzerindeki kırmızıya kaymalarda birkaç patlamayı tespit edip konumlandırabileceğini tahmin ediyor; bu, evrenin başlangıcına giden yolun yarısından fazlası anlamına geliyor. Yeni radyo tesislerinin bu hızı artırmasını ve Webb'in bu kadar uzak patlamaların ev sahibi galaksilerini incelemek için vazgeçilmez olmasını bekliyorlar.