FRB 20240304B là một chớp sóng vô tuyến chỉ kéo dài vài mili giây. Kính thiên văn MeerKAT ở Nam Phi phát hiện tín hiệu này; sau đó, Kính viễn vọng Không gian James Webb tìm thấy thiên hà mờ tại vị trí phát ra nó và đo độ dịch đỏ của thiên hà là 2,148 ± 0,001. Kết quả đặt vụ bùng phát vào thời điểm vũ trụ mới khoảng 3 tỷ tuổi, đồng thời đưa nó thành vụ bùng phát vô tuyến nhanh (FRB) xa nhất có thiên hà chủ được xác định trong nghiên cứu được công bố.
1
22
Từ chớp sóng đến khoảng cách vũ trụ
Nhóm MeerTRAP phát hiện FRB 20240304B bằng MeerKAT ngày 4/3/2024.
3
8 Việc xác định chính xác vị trí tín hiệu giúp các nhà thiên văn tìm kiếm thiên hà chủ. Camera cận hồng ngoại NIRCam của Webb ghi nhận một thiên hà tại khu vực đó; sau đó, máy quang phổ cận hồng ngoại NIRSpec thu phổ để đo độ dịch đỏ của thiên hà.
1
2
3
Trong phổ có dấu hiệu ánh sáng do oxy và nitơ phát ra. Khi vũ trụ giãn nở, ánh sáng từ các thiên hà xa bị kéo dài về phía bước sóng đỏ. Đo sự dịch chuyển của những dấu hiệu này giúp nhóm nghiên cứu xác định độ dịch đỏ vũ trụ của thiên hà chủ: z = 2,148 ± 0,001.
1
22
Đây là phép đo dựa trên thiên hà chủ: các nhà nghiên cứu nhận diện thiên hà rồi đo phổ của nó, thay vì chỉ suy ra khoảng cách từ những dấu hiệu để lại trên đường đi của xung vô tuyến.
1
22
Thiên hà chủ cho biết điều gì?
Nghiên cứu mô tả thiên hà chủ là một thiên hà có khối lượng thấp, cấu trúc lổn nhổn và đang hình thành sao.
22 Đặc điểm này giúp các nhà khoa học khảo sát một FRB từ giai đoạn rất sớm trong lịch sử vũ trụ, đồng thời tìm hiểu những môi trường nào có thể tạo ra các chớp sóng vô tuyến như vậy.
Tuy nhiên, xác định được thiên hà chủ không đồng nghĩa với việc đã biết chính xác “động cơ” tạo ra tín hiệu. Một giả thuyết cho rằng FRB có thể bắt nguồn từ những sao neutron trẻ, có từ trường cực mạnh, gọi là magnetar; một khả năng khác được đề cập là sự hợp nhất của các sao neutron. Thiên hà và độ dịch đỏ cho biết vụ bùng phát xảy ra ở đâu và vào thời điểm nào, nhưng tự chúng không chứng minh cơ chế nào đã tạo ra nó.
13
17
Đường truyền dài qua không gian — và giới hạn của kết quả
Đường ngắm từ FRB đến Trái Đất đi qua Cụm thiên hà Virgo và một nhóm thiên hà ở phía trước. Nghiên cứu cho biết dấu vết trên đường ngắm này có thể giúp khảo sát cấu trúc vật chất và từ trường dọc hành trình của tín hiệu.
22 Đây là một hướng nghiên cứu có giá trị bên cạnh kỷ lục khoảng cách, nhưng không nên hiểu rằng các nhà khoa học đã lập xong bản đồ toàn bộ vật chất liên thiên hà: nghiên cứu mô tả thông tin từ đường ngắm cụ thể này, chứ không phải một cuộc kiểm kê hoàn chỉnh mọi thứ nằm giữa thiên hà chủ và Trái Đất.
22
Kết quả cốt lõi đã được xác lập: MeerKAT phát hiện tín hiệu, Webb nhận diện thiên hà chủ mờ và đo quang phổ để xác định độ dịch đỏ, qua đó đặt vụ bùng phát vào thời kỳ vũ trụ mới khoảng 3 tỷ tuổi.
1
3
22 Thiên hà chủ cùng đường truyền qua không gian mở thêm câu hỏi về nguồn gốc FRB và cấu trúc vũ trụ, nhưng đó vẫn là những vấn đề riêng với phép đo khoảng cách.