Keď astronómovia v minulosti skúmali vzdialené časti vesmíru, museli sa spoliehať na postupné vrstvenie pozorovaní. Najprv prišiel signál, potom pokusy nájsť jeho zdroj a často dlhé roky neistoty. Teraz sa podarilo spojiť rádiovú detekciu s vesmírnym teleskopom a výsledkom je najvzdialenejší rýchly rádiový záblesk, aký kedy ľudstvo zaznamenalo. Nesie označenie FRB 20240304B a jeho energiu zachytili z viac ako desiatich miliárd svetelných rokov.
Rýchle rádiové záblesky (FRB) patria medzi najzáhadnejšie úkazy vo vesmíre. Trvajú len zlomok sekundy, často iba milisekundy, a práve preto je mimoriadne ťažké ich podrobne študovať. Astronómovia ich už zachytili tisíce, no o ich pôvode stále nevedia takmer nič. Výnimkou nie je ani nový objav, ktorý však vďaka kombinácii rádiových ďalekohľadov a Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST) priniesol nebývalé množstvo informácií.
Signál najprv zachytilo zariadenie MeerKAT, pole 64 rádioteleskopov v Juhoafrickej republike. Práve MeerKAT určil nielen samotný záblesk, ale aj jeho pomerne presnú polohu na oblohe. Vedci vedeli, že zdroj je veľmi ďaleko, pretože rádiový signál vykazoval veľký rozptyl. Keď sa ho však pokúsili nájsť pomocou výkonných pozemných teleskopov, nevideli nič. „Vyšlo im prakticky prázdne nebo,“ povedali výskumníci pre Live Science. Najpravdepodobnejším vysvetlením bolo, že galaxia je príliš slabá na to, aby ju tieto prístroje zachytili. V tom okamihu nastúpil Webbov teleskop.
Tím získal čas na pozorovanie prostredníctvom programu Director’s Discretionary Time, ktorý je určený na časovo citlivé pozorovania. Najskôr použili kameru Near Infrared Camera (NIRCam) na veľmi hlboký záber cieľovej oblasti. „Zrazu tam bola: veľmi slabá galaxia takmer presne tam, kde sme očakávali, že sa nachádza zdroj FRB,“ opísal moment spoluautor štúdie Themiya Nanayakkara zo Sydney Institute for Astronomy. Následne vedci použili spektrograf Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) a získali spektrum, v ktorom sa objavil vodík a kyslík. „Tieto spektrálne znaky fungujú ako odtlačky prstov: keďže poznáme vlnové dĺžky, pri ktorých vznikajú v laboratóriu, môžeme zmerať, ako veľmi ich posunulo rozpínanie vesmíru,“ vysvetlil Nanayakkara. Výsledkom bol presný červený posun približne 2,15. Galaxiu teda vidíme tak, ako vyzerala, keď mal vesmír len približne tri miliardy rokov, teda asi pätinu svojho dnešného veku.
Objav, ktorý tento týždeň zverejnil časopis Science, viac než zdvojnásobil predchádzajúci rekord v vzdialenosti rýchlych rádiových zábleskov. Zároveň ukázal, že FRB vznikali už v ranom období histórie vesmíru. Hostiteľská galaxia je menšia, než sa očakávalo, chudobná na kovy (teda obsahuje málo prvkov okrem vodíka a helia) a intenzívne v nej vznikajú nové hviezdy. Práve tieto vlastnosti môžu pomôcť odhaliť, v akom prostredí sa rýchle rádiové záblesky rodia.
Vedci sa domnievajú, že by tento konkrétny FRB mohol súvisieť s magnetárom – vysoko magnetickým jadrom hviezdy, ktoré zostane po výbuchu supernovy. Keďže hostiteľská galaxia je pomerne mladá a plná novovznikajúcich hviezd, podporuje to predstavu, že aspoň časť rýchlych rádiových zábleskov majú na svedomí práve magnetáry, ktoré sa v takýchto prostrediach vyskytujú častejšie.
Prečo sú rýchle rádiové záblesky také záhadné
Rýchle rádiové záblesky objavili astronómovia pomerne nedávno – prvýkrát v roku 2007.
Odvtedy ich zaznamenali tisíce, no ich podstata zostáva zahmlená. Trvajú tak krátko, že ich nie je možné pozorovať opakovane v reálnom čase a väčšina z nich sa už neozve. To sťažuje určenie nielen toho, čo ich spôsobuje, ale aj kde presne sa nachádzajú. Práve preto bol doteraz taký problém spojiť rádiový signál s konkrétnou galaxiou. Až kombinácia presnej rádiovej lokalizácie a citlivého infračerveného pohľadu Webbovho teleskopu umožnila nájsť hostiteľskú galaxiu aj pri veľmi slabom žiarení.
Ako funguje určenie vzdialenosti pomocou červeného posunu
Keď sa galaxia vzďaľuje v dôsledku rozpínania vesmíru, svetlo, ktoré z nej prichádza, sa naťahuje a jeho vlnové dĺžky sa posúvajú smerom k červenej časti spektra.
Tento jav sa nazýva červený posun. Ak v spektre rozpoznáme známe chemické prvky, napríklad vodík alebo kyslík, môžeme presne zmerať, o koľko sa ich typické vlnové dĺžky posunuli. Z toho vieme vypočítať, ako ďaleko je galaxia a ako dávno jej svetlo vyrazilo na cestu. V tomto prípade hodnota červeného posunu 2,15 znamená, že galaxiu pozorujeme v čase, keď bol vesmír mladý približne tri miliardy rokov.
Čo naznačuje mladá a na kovy chudobná galaxia
Hostiteľská galaxia FRB 20240304B nie je len taká nejaká.
Je menšia, než vedci očakávali, obsahuje málo prvkov ťažších ako hélium a práve prechádza intenzívnym obdobím tvorby hviezd. Takéto podmienky sú typické pre rané vesmírne obdobia. Ak sa v takomto prostredí vyskytujú rýchle rádiové záblesky, znamená to, že ich vznik nie je viazaný na zrelé, pokojné galaxie. Naopak, mohli by vznikať práve tam, kde sa rodia nové hviezdy a kde je zvýšená pravdepodobnosť vzniku magnetárov. Tento nález tak podporuje teóriu, že aspoň časť FRB pochádza z magnetárov.
Prečo je dôležité poznať presného hostiteľa záblesku
Bez identifikácie hostiteľskej galaxie by astronómovia nevedeli, či záblesk pochádza z blízkeho alebo vzdialeného vesmíru, a nemohli by ho zasadiť do širšieho kontextu. Pri FRB 20240304B sa podarilo nielen určiť galaxiu, ale aj zmerať jej vlastnosti a odhadnúť vek. Takéto spojenie je vzácne a umožňuje overiť, či sa vlastnosti prostredia líšia medzi blízkymi a vzdialenými zdrojmi. Zároveň dáva vedcom možnosť testovať modely vzniku FRB na konkrétnych príkladoch, nie iba na štatistických súboroch.
Čo ešte nevieme a čo plánujú vedci ďalej
Napriek pokroku zostáva mnoho otázok. Vedci napríklad nevedia, prečo niektoré FRB vysielajú opakované záblesky a iné iba raz, ani či existuje viac typov zdrojov. Tím plánuje pokračovať v pátraní po ďalších rýchlych rádiových zábleskoch pomocou Webbovho teleskopu. „Nevieme, aké zdroje to budú,“ povedal Nanayakkara. Závisí to od toho, čo zachytia pozemné rádiové teleskopy. „Keď náš rádioteleskop nájde a lokalizuje vhodný nový zdroj, môžeme spustiť pozorovanie Webbom. Je to vzrušujúce, pretože naozaj netušíme, čo objavíme, keď spojíme silu týchto dvoch typov teleskopov.“
Tento objav ukazuje, že rýchle rádiové záblesky existovali už v ranom vesmíre a že ich štúdium môže pomôcť lepšie pochopiť vývoj galaxií a hviezd. Zároveň potvrdzuje, že spojenie rádiových observatórií a vesmírnych infračervených teleskopov je mimoriadne účinné. Pre vedu to znamená nielen ďalší rekord, ale aj pevnejší základ pre budúce skúmania jedného z najzáhadnejších javov súčasnej astrofyziky.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
