SkyFlux
Webb hittar värdgalaxen till den mest avlägsna snabba radioblixten
Publicerad · Uppdaterad
Den 4 mars 2024 registrerade radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika en radioblixt som varade i millisekunder. Katalognamnet FRB 20240304B bygger på datumet. Galaxen som blixten kom från kunde bara rymdteleskopet James Webb hitta: en ung dvärggalax som vi ser sådan den var 3 miljarder år efter big bang. Det är den mest avlägsna värdgalaxen till en snabb radioblixt som har identifierats hittills.
En blixt som varar i millisekunder
Snabba radioblixtar (FRB, efter engelskans fast radio bursts) är pulser av radiovågor som varar i millisekunder och når oss från andra galaxer. Den första hittades 2007 i arkivdata från en sökning efter pulsarer. De flesta syns bara en gång; en mindre del återkommer.
På väg till oss passerar varje puls genom tunn, elektriskt laddad gas, som fördröjer de lägre radiofrekvenserna mer än de högre. Ur fördröjningen beräknar astronomerna dispersionsmåttet, som anger hur många fria elektroner signalen har mött längs hela vägen. För FRB 20240304B var det ovanligt stort, vilket antydde en mycket avlägsen källa, men tät gas nära källan eller i galaxhopar längs vägen kan också driva upp värdet. Bara värdgalaxens rödförskjutning kan avgöra avståndet.
Från en position på radiohimlen till en rödförskjutning
MeerKAT består av 64 parabolantenner utspridda över 8 km. Blixten fångades kl. 00.50 UTC av MeerTRAP, ett system som letar efter korta signaler. Upptäckten fick MeerTRAP att spara 300 millisekunder rådata från de 62 antenner som då var i bruk, och det räckte för att bestämma blixtens position med ungefär en halv bågsekunds noggrannhet, mindre än en tretusendel av fullmånens diameter på himlen.
Djupa bilder från de markbaserade teleskopen Keck och MMT visade ingenting på platsen. Webbs instrument NIRCam hittade sedan en ljussvag galax omkring 0,3 bågsekunder från blixtens position, och enligt forskarlagets beräkning är sannolikheten 97,5 % att det är värdgalaxen. Webbs spektrograf NIRSpec mätte ljuset från galaxens väte och syre och gav rödförskjutningen 2,148: synligt ljus från galaxen når oss med ungefär tre gånger så lång våglängd som när det sändes ut, ända in i det infraröda.
Därför spelar avståndet roll: gasen mellan galaxerna kan vägas
Mer än tre fjärdedelar av den vanliga materien i universum är utspridd gas mellan och runt galaxerna, så tunn att den inte syns. Genom att jämföra en blixts dispersionsmått med dess avstånd kan man väga den gasen. År 2020 gjorde Jean-Pierre Macquarts forskarlag det med en handfull blixtar, och mängden vanlig materia som de fick fram stämde med det som mätningar av det tidiga universum förutsäger. FRB 20240304B utvidgar metoden till en sträcka som det tog ljuset ungefär 80 % av universums historia att färdas.
Signalen hade mött fler fria elektroner än vad som är typiskt för en så lång sträcka. Forskarlaget kunde spåra ungefär hälften av överskottet till två strukturer längs siktlinjen: Virgohopen, en galaxhop omkring 54 miljoner ljusår bort, och en tidigare okänd galaxgrupp vid rödförskjutning 0,31. Pulsen var dessutom kraftigt utdragen i tid när den nådde oss, troligen till stor del på grund av gas i den egna värdgalaxen, och forskarlaget drar slutsatsen att dagens sökningar missar en hel population av blixtar som är lika utdragna som den här.
Fortfarande oklart vad som orsakar blixtarna
Två slags källor är de främsta kandidaterna. Par av neutronstjärnor väntas behöva miljarder år för att närma sig varandra i en spiral och smälta samman, så sådana sammansmältningar borde främst ske i gamla galaxer. En magnetar, en ung neutronstjärna med ett extremt starkt magnetfält, kan bildas bara några miljoner år efter en period av intensiv stjärnbildning och borde därför främst finnas i galaxer som fortfarande bildar stjärnor. De flesta kända värdgalaxer till radioblixtar är stora galaxer med pågående stjärnbildning. Den här har ungefär en tusendel av den massa som man hade väntat sig, och den bildar stjärnor så snabbt att den i nuvarande takt skulle ha kunnat bilda alla sina stjärnor på omkring 50 miljoner år, så dess stjärnor är unga. Därför anser forskarlaget att en sammansmältning är mycket osannolik i det här fallet. En magnetar i vår egen galax, SGR 1935+2154, sände år 2020 ut en liknande radioblixt, ungefär en fyrtiondel så stark som den svagaste som har kommit från en annan galax.
Men år 2022 spårades en återkommande radioblixt till en klotformig stjärnhop som hör till galaxen M81: ett tätt klot av mycket gamla stjärnor, där unga magnetarer inte borde bildas. Det är fortfarande okänt om de blixtar som bara syns en gång och de som återkommer har samma orsak.
Inget av detta går att se med amatörutrustning: blixten varade i millisekunder och värdgalaxen är alldeles för ljussvag. Den ligger i stjärnbilden Jungfrun, omkring 12° norr om himmelsekvatorn, i ett område som syns från båda halvkloten utom allra längst söderut.
Källor och licenser
- ESA/Webb, vetenskapligt pressmeddelande weic2621 (8 oktober 2026) — Upptäckten med MeerTRAP/MeerKAT den 4 mars 2024, de misslyckade sökningarna med teleskop på marken, NIRCam och NIRSpec, rödförskjutningen 2,148, 3 miljarder år efter big bang, en värdgalax med 1 000 gånger lägre massa än väntat, resonemanget om sammansmältning kontra magnetar, Virgohopen på 54 miljoner ljusårs avstånd och en galaxhop eller galaxgrupp vid rödförskjutning 0,3. Texten krediteras ESA/Webb. https://esawebb.org/news/weic2621/
- ESA/Webb, bild weic2621a — Huvudbilden och krediteringsraden. Licens: CC BY 4.0 enligt https://esawebb.org/copyright/ . https://esawebb.org/images/weic2621a/
- Caleb, Nanayakkara, Stappers m.fl., Science (8 oktober 2026), A fast radio burst at redshift 2, three billion years after the Big Bang — Rödförskjutningen 2,148, en värdgalax med låg massa och stjärnbildning, omkring 80 % av universums historia undersökt, kraftig spridning i tid som tyder på oupptäckta blixtar. https://doi.org/10.1126/science.adz2675 . Detaljerna (antennerna i MeerKAT, 300 ms buffert från 62 antenner, lokalisering 0,28 × 0,48 bågsekunder, inga detektioner med Keck och MMT, 0,3 bågsekunders avstånd, 97,5 % sannolikhet för sambandet, Virgohopen och gruppen vid z = 0,31, omkring 100 värdgalaxer med känd rödförskjutning, de flesta under 0,5) kommer från förhandsversionen: https://arxiv.org/abs/2508.01648 Den publicerade texten i Science ligger bakom en betalvägg och har inte lästs i sin helhet; värden från förhandsversionen kan skilja sig något från den slutliga versionen.
- Lorimer m.fl., Science 318 (2007), A Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin — Den första snabba radioblixten, hittad i arkivdata från en sökning efter pulsarer. https://doi.org/10.1126/science.1147532
- Macquart m.fl., Nature 581 (2020), A census of baryons in the Universe from localized fast radio bursts — Mer än tre fjärdedelar av baryonerna finns i utspridd gas; baryontätheten som radioblixtarnas dispersion ger stämmer med värdena för det tidiga universum. https://arxiv.org/abs/2005.13161
- Bochenek m.fl., Nature 587 (2020), A fast radio burst associated with a Galactic magnetar — Radioblixten från SGR 1935+2154 den 28 april 2020. https://arxiv.org/abs/2005.10828
- Kirsten m.fl., Nature 602 (2022), A repeating fast radio burst source in a globular cluster — FRB 20200120E i en klotformig stjärnhop i M81-systemet, vilket talar emot modeller med unga magnetarer. https://arxiv.org/abs/2105.11445
