اما در همین مدت کوتاه اطلاعاتی بیهمتا دربارهٔ پلاسمایی که سراسر جهان را پر کرده است در خود ذخیره میکنند؛ اطلاعاتی که میتواند سرنخهایی ارزشمند از میدانهای مغناطیسی و توزیع گاز در کیهان به ما بدهد.
در پژوهشی به سرپرستی مانیشا کالب از دانشگاه سیدنی، تیم تحقیقاتی گزارش کشف FRB 20240304B را ارائه کرده است؛ انفجاری که در انتقالبهسرخ (redshift) برابر با ۲.۱۴۸ ± ۰.۰۰۱ قرار دارد، یعنی زمانی که تنها سه میلیارد سال از مهبانگ گذشته بود.
این انفجار که نام FRB 20240304B به آن داده شده، نخستین بار در ۴ مارس ۲۰۲۴ توسط آرایهٔ رادیوتلسکوپی MeerKAT در آفریقای جنوبی شناسایی شد. اهمیت این کشف در فاصلهٔ فوقالعاده زیاد آن است: انتقالبهسرخی معادل z = 2.148 ± ۰.۰۰۱، یا حدود سه میلیارد سال پس از مهبانگ. این یعنی نوری را میبینیم که بیش از ۱۱ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد.
تصاویر میانی (از چپ به راست) شامل: مشاهدات NIRCam توسط نویسندگان، دادههای اکسیژن III از NIRSpec، دادههای هیدروژن آلفا از NIRSpec، و یک تصویر نور سفید از NIRSpec است.
پنل پایین طیف کهکشان میزبان (خط سیاه) و ناحیهٔ سایهدار که بیانگر عدمقطعیتهاست را نشان میدهد.
(اعتبار تصویر: رصدخانهٔ نجوم رادیویی آفریقای جنوبی)
شناسایی منبع این سیگنال، نیازمند همکاری و جستجو در چندین رصدخانه بود. تلاشها با استفاده از دادههای رصدخانههای زمینی و آرشیوها برای یافتن کهکشان میزبان نتیجهای نداشت، اما پیگیریها با ابزارهای NIRCam و NIRSpec تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) موفق به شناسایی کهکشان میزبان و اندازهگیری انتقالبهسرخ طیفی آن شد.
امواج رادیویی این انفجار در سفر خود در فضا با نرخ پراکندگی حدود ۲۳۳۰ pc cm⁻³ پخش شدند؛ این مقدار نشان میدهد منبع آن بسیار دور است. این اندازهگیری مانند یک «اثر انگشت» عمل میکند که مشخص میسازد سیگنال در مسیرش چقدر توسط الکترونهای آزاد در فضا کشیده و تأخیر داده شده است.
این کشف، رکورد انتقالبهسرخ FRBهای محلیسازیشده را دو برابر کرد و امکان بررسی باریونهای یونیزه را در حدود ۸۰ درصد از تاریخ کیهان فراهم ساخت. تا پیش از این، FRBها تنها تا میانهٔ عمر جهان رصد شده بودند، اما FRB 20240304B مرز دید ما را به زمانی میبرد که جهان هنوز جوان بود.
(اعتبار: ناسا/تلسکوپ فضایی هابل)
کهکشان میزبان نیز داستان جالبی دارد: رصد با MeerKAT و مکانیابی با جیمز وب نشان داد که این FRB از یک کهکشان کمجرم، تکهتکه و فعال در تشکیل ستاره سرچشمه میگیرد. این موضوع سرنخ مهمی دربارهٔ منشأ FRBها میدهد: اگر در یک کهکشان جوان و کمجرم انفجار سریع رادیویی رخ دهد، احتمالاً منبع آن پدیدههایی با چرخهٔ عمر کوتاه مانند مگنتارهای جوان است؛ ستارههای نوترونی با میدان مغناطیسی بسیار قوی که در زمانی کوتاه پس از تولد شکل میگیرند، نه فرایندهایی که میلیاردها سال زمان میخواهند.
این کشف همچنین ساختارهای پیچیدهٔ میدان مغناطیسی در مقیاسهای گیگا پارسک را آشکار کرده است. مسیر عبور سیگنال، که شامل خوشهٔ سنبله (Virgo Cluster) و یک گروه پیشزمینهای است، پیچیدگی میدان مغناطیسی را در مقیاسهای بسیار بزرگ نشان میدهد.
شاید شگفتانگیزترین بخش ماجرا این باشد که این رصد نشان میدهد فعالیت FRBها در اوج دورهٔ تشکیل ستارهها نیز وجود داشته و میتوانند به ما امکان مطالعهٔ شکلگیری کهکشانها را در فعالترین دورهٔ تاریخ کیهان بدهند؛ دورهای که اخترشناسان آن را «ظهر کیهانی» (Cosmic Noon) مینامند.
با آغاز به کار نسل جدیدی از تلسکوپها، کشفهایی مانند FRB 20240304B نویدبخش آیندهای هیجانانگیز هستند؛ آیندهای که در آن این سیگنالهای کوتاه و گذرا همچون پیامآورانی از گذشتهٔ دور، به ما کمک میکنند مسیر تکامل جهان را از جوانی پرآشوب تا کیهان ساختارمند امروز بازسازی کنیم.
