SkyFlux
Webb finner vertsgalaksen til det fjerneste radioglimtet hittil
Publisert · Oppdatert
Den 4. mars 2024 registrerte radioteleskopet MeerKAT i Sør-Afrika et radioglimt som varte i noen millisekunder. Det fikk navnet FRB 20240304B etter datoen. Bare James Webb-romteleskopet klarte å finne galaksen glimtet kom fra: en ung dverggalakse som vi ser slik den var 3 milliarder år etter Big Bang. Ingen vertsgalakse for et radioglimt er funnet lenger borte.
Et glimt som varer i millisekunder
Radioglimt (engelsk fast radio burst, FRB) er pulser av radiobølger som varer i millisekunder og når oss fra andre galakser. Det første ble funnet i 2007, i arkiverte data fra et søk etter pulsarer. De fleste kildene er observert bare én gang, men et mindretall sender ut glimt gjentatte ganger.
På veien hit passerer hver puls gjennom tynn, elektrisk ladet gass, som forsinker de lavere radiofrekvensene mer enn de høyere. Ut fra forsinkelsen regner astronomene ut dispersjonsmålet, som forteller hvor mange frie elektroner det er langs hele veien. For FRB 20240304B var det uvanlig stort, noe som tydet på en svært fjern kilde. Men tett gass nær kilden eller i galaksehoper underveis kan også gjøre det større. Avstanden kan bare fastslås ut fra rødforskyvningen til vertsgalaksen.
Fra radioposisjon til rødforskyvning
MeerKAT består av 64 parabolantenner spredt over et område på 8 km. Glimtet ble fanget kl. 00:50 UTC av MeerTRAP, et system som leter etter korte signaler. Oppdagelsen fikk MeerTRAP til å lagre 300 millisekunder med rådata fra de 62 antennene som var i bruk akkurat da. Det var nok til å bestemme posisjonen til glimtet med en nøyaktighet på omtrent et halvt buesekund, mindre enn en tretusendel av fullmånens bredde.
Lange eksponeringer med bakketeleskopene Keck og MMT viste ingenting på stedet. Deretter fant Webbs instrument NIRCam en svak galakse omtrent 0,3 buesekunder fra posisjonen til glimtet. Ifølge forskernes beregning er det 97,5 % sannsynlig at dette er vertsgalaksen. Webbs spektrograf NIRSpec målte lyset fra hydrogen og oksygen i galaksen og fant en rødforskyvning på 2,148: når synlig lys fra galaksen kommer fram hit, er bølgelengden strukket til omtrent det tredobbelte, helt ut i det infrarøde.
Hvorfor avstanden betyr noe: å veie gassen mellom galaksene
Mer enn tre fjerdedeler av den vanlige materien i universet er spredt gass mellom og rundt galaksene, for tynn til å kunne ses. Sammenligner man dispersjonsmålet til et glimt med avstanden, kan man veie denne gassen. I 2020 gjorde forskergruppen til Jean-Pierre Macquart dette med en håndfull glimt, og mengden vanlig materie de fant, stemte med det man venter ut fra målinger av det tidlige universet. FRB 20240304B utvider metoden til lys som har vært underveis i omtrent 80 % av universets historie.
Signalet passerte flere frie elektroner enn det som er vanlig på en så lang strekning. Omtrent halvparten av overskuddet sporet forskerne til to strukturer langs siktlinjen: Virgohopen, en galaksehop omtrent 54 millioner lysår unna, og en tidligere ukjent galaksegruppe ved rødforskyvning 0,31. Pulsen var også kraftig spredt ut i tid da den kom fram, trolig for en stor del på grunn av gass i galaksen den kom fra. Forskerne konkluderer med at dagens søk går glipp av en hel populasjon av glimt som er spredt ut på samme måte.
Hva som skaper glimtene, er fortsatt uavklart
To typer kilder er de fremste kandidatene. Par av nøytronstjerner ventes å bruke milliarder av år på å kretse stadig tettere rundt hverandre før de smelter sammen, så sammensmeltinger bør være vanligst i gamle galakser. En magnetar, en ung nøytronstjerne med et ekstremt sterkt magnetfelt, kan dannes bare noen få millioner år etter en periode med kraftig stjernedannelse, og bør derfor være vanligst i galakser som fortsatt danner stjerner. De fleste kjente vertsgalakser for radioglimt er store galakser med stjernedannelse. Denne vertsgalaksen har omtrent en tusendel av massen man ville ventet, og danner stjerner så raskt at den med dagens tempo kunne ha dannet alle stjernene sine på omtrent 50 millioner år: stjernene er unge. Derfor mener forskerne at en sammensmelting er svært usannsynlig her. I 2020 sendte en magnetar i Melkeveien, SGR 1935+2154, ut et lignende radioglimt, omtrent 40 ganger svakere enn det svakeste glimtet fra en annen galakse.
Men i 2022 ble et repeterende radioglimt sporet til en kulehop som hører til galaksen M81: en tett samling av svært gamle stjerner, der unge magnetarer ikke burde kunne dannes. Om enkeltstående og repeterende glimt har samme årsak, vet man fortsatt ikke.
Ingenting av dette kan ses med amatørutstyr: glimtet varte i millisekunder, og vertsgalaksen er altfor lyssvak. Galaksen ligger i stjernebildet Jomfruen, omtrent 12 grader nord for himmelekvatoren, et område som er synlig fra begge halvkuler, unntatt lengst i sør.
Kilder og lisenser
- ESA/Webb-pressemelding weic2621 (8. oktober 2026) — Oppdagelsen med MeerTRAP/MeerKAT 4. mars 2024, de mislykte søkene med bakketeleskoper, NIRCam og NIRSpec, rødforskyvning 2,148, 3 milliarder år etter Big Bang, vertsgalaksen 1000 ganger mindre massiv enn ventet, argumentet om sammensmelting mot magnetar, Virgohopen 54 millioner lysår unna og en hop eller gruppe ved rødforskyvning 0,3. Teksten er kreditert ESA/Webb. https://esawebb.org/news/weic2621/
- ESA/Webb-bilde weic2621a — Hovedbildet og krediteringslinjen. Lisens: CC BY 4.0 ifølge https://esawebb.org/copyright/ . https://esawebb.org/images/weic2621a/
- Caleb, Nanayakkara, Stappers mfl., Science (8. oktober 2026), «A fast radio burst at redshift 2, three billion years after the Big Bang» — Rødforskyvning 2,148, vertsgalakse med lav masse og stjernedannelse, omtrent 80 % av universets historie undersøkt, kraftig spredning som tyder på uoppdagede glimt. https://doi.org/10.1126/science.adz2675 . Detaljene (antennene i MeerKAT, buffer på 300 ms fra 62 antenner, posisjonsbestemmelse 0,28 × 0,48 buesekunder, ingen deteksjon med Keck og MMT, avstand på 0,3 buesekunder, 97,5 % sannsynlighet for tilknytning, Virgohopen og gruppen ved z = 0,31, rundt 100 rødforskyvninger for vertsgalakser, de fleste under 0,5) er hentet fra preprint-versjonen: https://arxiv.org/abs/2508.01648 Teksten i Science ligger bak betalingsmur og er ikke lest i sin helhet; verdier fra preprint-versjonen kan avvike litt fra den endelige versjonen.
- Lorimer mfl., Science 318 (2007), «A Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin» — Det første radioglimtet, funnet i arkiverte data fra et pulsarsøk. https://doi.org/10.1126/science.1147532
- Macquart mfl., Nature 581 (2020), «A census of baryons in the Universe from localized fast radio bursts» — Mer enn tre fjerdedeler av baryonene finnes i spredt gass; baryontettheten beregnet fra dispersjonen i radioglimt stemmer med verdiene fra det tidlige universet. https://arxiv.org/abs/2005.13161
- Bochenek mfl., Nature 587 (2020), «A fast radio burst associated with a Galactic magnetar» — Radioglimtet fra SGR 1935+2154 den 28. april 2020. https://arxiv.org/abs/2005.10828
- Kirsten mfl., Nature 602 (2022), «A repeating fast radio burst source in a globular cluster» — FRB 20200120E i en kulehop i M81-systemet, noe som utfordrer modellene med unge magnetarer. https://arxiv.org/abs/2105.11445
