一個國際天文學團隊利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,爲快速射電暴 FRB 20240304B 測得紅移 2.148,確認它是迄今定位最精確的最遠快速射電暴——光走了約 110 億年才抵達地球,爆發時宇宙只有 30 億歲。這項研究 10 月 8 日發表在《科學》期刊上。
FRB 20240304B 於 2024 年 3 月 4 日被南非 MeerKAT 射電望遠鏡陣列(64 面 13.5 米天線)的 MeerTRAP 項目捕捉到。這是一次性、不重複的毫秒級射電閃光,無線電數據一開始就顯示它距離極遠。
地面望遠鏡(凱克、MMT)在該位置什麼也看不到。研究團隊動用韋伯的董事酌定觀測時間,終於在快速射電暴位置約 0.3 角秒處找到一個 28 星等的闇弱星系,近紅外光譜儀(NIRSpec)測得紅移 2.148±0.001——超過此前距離紀錄的兩倍多。
出乎意料的是,宿主星系是個微小、團塊狀、正在劇烈形成恆星的矮星系:恆星總質量約 1000 萬個太陽質量(比預期輕 1000 倍),恆星形成率約每年 0.2 個太陽質量,金屬丰度只有太陽的 10% 至 20%,多數恆星可能在短短 3000 萬年內形成。團隊計算,這個星系是真正宿主的概率爲 97.5%。
悉尼大學首席作者馬尼沙·卡萊布(Manisha Caleb)說:"我們以爲會是個大而規整的星系,結果是個小矮星系。"
因爲宿主星系的恆星太年輕,中子星併合模型對不上——雙中子星併合至少需要 10 億年。這次發現更支持年輕磁星模型:大質量年輕恆星在超新星爆發中坍縮,形成磁星,其"星震"釋放出射電暴。
研究還證明,人類已經有能力識別和研究來自年輕宇宙的快速射電暴。
這束射電暴還扮演了"宇宙手電筒":信號沿途穿過了兩個此前未知的結構——紅移 0.3 處(約 35 億光年外)的一個星系團和約 5400 萬光年外的室女座星系團,讓天文學家得以描摹宇宙網的骨架。
加州大學聖克魯茲分校的 J·澤維爾·普羅查斯卡(J. Xavier Prochaska)說:"快速射電暴就像宇宙手電筒,照亮沿途的一切。"