天文学家发现迄今最遥远快速射电暴 FRB 20240304B,揭示早期宇宙线索

编辑者: S Света

一项里程碑式的发现将我们对宇宙早期历史的理解推向了新的高度。一个由澳大利亚悉尼大学科学家领导的国际团队,利用先进的射电望远镜和太空观测能力,探测并精确定位了迄今为止最遥远的快速射电暴(FRB),编号为 FRB 20240304B。该信号于 2024 年 3 月 4 日由南非的 MeerKAT 射电望远镜阵列首次捕捉到,其源头位于一个红移值为 2.148 的星系,这相当于宇宙大爆炸后约 30 亿年的时期。

此次观测意义重大,它将已知已定位 FRB 的红移范围翻倍,使天文学家能够深入研究“宇宙黎明”时期(宇宙大爆炸后约 20 亿至 30 亿年)的星系活动。这个时期也被称为“宇宙正午”,是宇宙中恒星形成最为活跃的阶段。FRB 20240304B 的信号在穿越宇宙的过程中,经历了大量星际等离子体,其频率被拉伸和延迟,这一现象(色散测量)达到了约 2330 秒差距·平方厘米 (pc cm⁻³),有力地证明了其极其遥远的起源。通过分析这些信号,科学家们能够探测到构成宇宙约 80% 的电离重子物质,为绘制宇宙时空中“缺失”的物质分布提供了关键数据。

后续利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的近红外相机(NIRCam)和近红外光谱仪(NIRSpec)进行的观测,成功地将 FRB 20240304B 定位到了一个低质量、结构密集且正在积极形成恒星的星系。该星系的恒星质量估计约为 1000 万个太阳质量,年恒星形成率为 0.2 个太阳质量/年。这一发现不仅证实了 FRB 20240304B 的极端遥远性,也首次在“宇宙正午”这一关键时期捕捉到了 FRB 信号,为研究该时期星系的形成过程和物质分布提供了独特的视角。

快速射电暴(FRB)是持续时间仅为毫秒的强烈无线电波爆发,其物理起源至今仍是未解之谜,但科学家们推测可能与年轻的磁星或宇宙弦有关。此前大多数 FRB 的探测都集中在相对较近的宇宙区域,而 FRB 20240304B 的发现,极大地扩展了我们对这些神秘现象在宇宙早期行为的理解。它表明,即使在宇宙的“青少年”时期,也存在着如此剧烈的能量释放事件,这为理解宇宙的演化和结构的形成提供了宝贵的数据点。天文学家们正期待着利用这些新发现,进一步揭示宇宙的奥秘,并可能重塑我们对宇宙历史的认知。

来源

  • Nauka w Polsce

  • Astronomowie wykrywają najdalszy błysk radiowy typu fast radio burst, zaledwie 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu

  • Błysk radiowy z pierwszych 3 miliardów lat Wszechświata

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