高速無線バースト (FRB) は、宇宙で最も不可解な現象の 1 つです。それらはわずかミリ秒間持続する電波のパルスですが、その瞬間に驚異的な量のエネルギーを放出する可能性があります。一部が極度の磁場に恵まれた中性子星であるマグネターに関連していることはわかっていますが、これらのバーストについての人口全体にわたる単一の説明はまだありません。 今、 シドニー大学の科学者チームは、特に難しいことを行いました。FRB を検出しただけでなく、信号の発信元も特定しました。 そして、その旅には物語が必要です。
ほんの一瞬の間、宇宙がまだ誕生して30億年も経っていなかったとき、何か非常にエネルギー的なものが起こりました。 電波の閃光を放った。その信号は、数十億年以上にわたり、銀河、ガス雲、宇宙の広大な領域を横断しました。 2024 年 3 月 4 日、ついに地球に到達し、南アフリカの MeerKAT 電波望遠鏡がそれを捕らえました。 『サイエンス』誌に掲載された研究によると、これまでに発見された中で最も遠く、最も古い高速無線バースト (FRB) が発見されました。
この信号は FRB 20240304B と名付けられ、赤方偏移 2.148 から来ています。つまり、私たちはそれを見ているのです。 それは、宇宙が誕生して約 30 億年、約 10,000 ～ 110 億年前に位置していたときと同じです。 この発見により、以前に特定された FRB の赤方偏移範囲が事実上 2 倍になります。重要な詳細: 先ほど述べたように、FRB は膨大な量のエネルギーを放出します。この場合、Science に記載されている FRB は、太陽が 1 年半で生成するエネルギーと同等のエネルギーを生成しました…わずか数秒です。
マニーシャ・カレブ氏とテミヤ・ナナヤッカラ氏率いる研究著者らは、最初にMeerKAT望遠鏡を使用した。これは最初の検出と位置特定に関与していましたが、関与した銀河は地上の望遠鏡では観測できないほど暗すぎました。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に頼る必要があった：赤外線観測により小さな銀河の位置を特定することが可能になった FRB の位置からわずか 10 分の 1 秒角の位置に位置し、そのスペクトルを取得します。銀河との関連性は97.5%の確率です。
そして、銀河は爆発そのものと同じくらい興味深いものであることが判明しました。 それは小さく、不規則で、太陽質量約 1,000 万個の星の質量を持っています。 星の形成速度は年間約 0.2 太陽質量で、金属含有量は太陽質量の約 10 ～ 20% です。したがって、重元素には乏しいが、活発に星を作っている若い銀河である。
この詳細は、FRB に関する大きな疑問の 1 つを解決するのに役立つかもしれません。 どのような種類のオブジェクトがそれらを生成するか。星形成が活発な小さな銀河は、原因となる天体が大質量星の誕生直後に現れるというシナリオに適しています。 その中には、非常に重い星が超新星爆発で死ぬときに生成される若いマグネターも含まれています。代わりに、一部の代替モデルでは中性子星の合体が必要となり、そのプロセスにははるかに長い時間がかかる可能性があります。
しかし、おそらくこの発見の最も強力な部分は、爆発の原因ではなく、その過程で彼が発見したすべてのものにあります。 FRB からの電波は、出発したとおりに地球に到達するわけではありません。通過するプラズマにより信号が変化します。自由電子は分散を引き起こし、高周波に対して低周波を遅らせます。 その遅延を測定することで、天文学者はパルスを通過したイオン化物質の量を推定できます。あたかもスペースが信号に跡を残したかのようです。
だからこそ、この発見は単に距離の新記録を樹立するためのレース以上のものなのです。知られている最も古い FRB は、事実上目に見えない宇宙を照らす懐中電灯になる可能性があります。遠く離れた新たなバーストのたびに、それらを生成できる最初の世代の物体がどこでどのように誕生したかだけでなく、それらと私たちの間に何があったのかも明らかになります。 そしてそこに次のフロンティアが現れる。宇宙が誕生してからわずか 30 億年のときにこれらの閃光が検出できれば、天文学者たちは今、最初の星が出現した時期に近づくまで、さらに遡ってそれらの閃光を探したいと考えています。
