一个国际天文学团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜,为快速射电暴 FRB 20240304B 测得红移 2.148,确认它是迄今定位最精确的最远快速射电暴——光走了约 110 亿年才抵达地球,爆发时宇宙只有 30 亿岁。这项研究 10 月 8 日发表在《科学》期刊上。
FRB 20240304B 于 2024 年 3 月 4 日被南非 MeerKAT 射电望远镜阵列(64 面 13.5 米天线)的 MeerTRAP 项目捕捉到。这是一次性、不重复的毫秒级射电闪光,无线电数据一开始就显示它距离极远。
地面望远镜(凯克、MMT)在该位置什么也看不到。研究团队动用韦伯的董事酌定观测时间,终于在快速射电暴位置约 0.3 角秒处找到一个 28 星等的暗弱星系,近红外光谱仪(NIRSpec)测得红移 2.148±0.001——超过此前距离纪录的两倍多。
出乎意料的是,宿主星系是个微小、团块状、正在剧烈形成恒星的矮星系:恒星总质量约 1000 万个太阳质量(比预期轻 1000 倍),恒星形成率约每年 0.2 个太阳质量,金属丰度只有太阳的 10% 至 20%,多数恒星可能在短短 3000 万年内形成。团队计算,这个星系是真正宿主的概率为 97.5%。
悉尼大学首席作者马尼沙·卡莱布(Manisha Caleb)说:"我们以为会是个大而规整的星系,结果是个小矮星系。"
因为宿主星系的恒星太年轻,中子星并合模型对不上——双中子星并合至少需要 10 亿年。这次发现更支持年轻磁星模型:大质量年轻恒星在超新星爆发中坍缩,形成磁星,其"星震"释放出射电暴。
研究还证明,人类已经有能力识别和研究来自年轻宇宙的快速射电暴。
这束射电暴还扮演了"宇宙手电筒":信号沿途穿过了两个此前未知的结构——红移 0.3 处(约 35 亿光年外)的一个星系团和约 5400 万光年外的室女座星系团,让天文学家得以描摹宇宙网的骨架。
加州大学圣克鲁兹分校的 J·泽维尔·普罗查斯卡(J. Xavier Prochaska)说:"快速射电暴就像宇宙手电筒,照亮沿途的一切。"