Astronómovia zachytili mimoriadny rádiový signál, ktorý sa vesmírom šíril viac než 10 miliárd rokov, kým dorazil na Zem. Pochádza z obdobia, keď ešte neexistovalo Slnko ani naša planéta. Ide o najvzdialenejší doteraz lokalizovaný rýchly rádiový záblesk, ktorý vedcom otvára nové možnosti skúmania mladého vesmíru. Čo tento krátky, no mimoriadne energetický signál spôsobilo? A prečo je jeho objavenie také dôležité?

Ako informuje NASA, astronómom sa podarilo určiť vzdialenosť mimoriadne vzdialeného rýchleho rádiového záblesku s označením FRB 20240304B. Pri výskume zohral dôležitú úlohu vesmírny teleskop Jamesa Webba, ktorý pomohol preskúmať galaxiu, z ktorej signál pochádza. Objav ukazuje, že tieto záhadné kozmické impulzy môžu vedcom poskytovať informácie o vesmíre v období, keď bol ešte relatívne mladý.

Najvzdialenejší rádiový záblesk. Na Zem putoval viac než 10 miliárd rokov

Rýchle rádiové záblesky, označované skratkou FRB z anglického Fast Radio Bursts, patria medzi najzaujímavejšie javy modernej astronómie.

Ide o veľmi krátke impulzy rádiového žiarenia, ktoré zvyčajne trvajú len niekoľko milisekúnd. Napriek tomu môžu počas tejto nepatrnej chvíle uvoľniť obrovské množstvo energie.

Astronómovia už zaznamenali množstvo podobných udalostí, no presné mechanizmy ich vzniku zostávajú predmetom výskumu.

Najnovší objav je výnimočný predovšetkým svojou vzdialenosťou.

Signál FRB 20240304B pochádza z galaxie, ktorej svetlo sa pri rozpínaní vesmíru posunulo smerom k červenému koncu spektra. Vedci pri nej určili červený posun s hodnotou 2,148.

Zjednodušene povedané, znamená to, že rádiový impulz bol vyslaný pred viac než 10 miliardami rokov.

Keď sa vydal na cestu vesmírom, naša Slnečná sústava ešte vôbec neexistovala.

Slnko a planéty sa totiž začali formovať až približne pred 4,6 miliardy rokov.

Signál tak putoval vesmírom viac než dvojnásobne dlhý čas, než je vek Zeme.

Vďaka tomu sa stal mimoriadne cenným svedectvom o podmienkach v dávnej minulosti vesmíru.

Signál zachytil obrovský rádioteleskop v Južnej Afrike

Záblesk FRB 20240304B zaznamenala sústava rádioteleskopov MeerKAT v Juhoafrickej republike.

MeerKAT tvorí sieť rádiových antén, ktoré spolupracujú pri pozorovaní vzdialených kozmických objektov.

Takéto zariadenia dokážu zachytiť aj mimoriadne slabé rádiové signály prichádzajúce z obrovských vzdialeností.

Samotné zachytenie záblesku však ešte nestačí na presné určenie jeho pôvodu.

Rýchle rádiové impulzy trvajú veľmi krátko a niektoré sa už nikdy nezopakujú. Astronómovia preto potrebujú čo najpresnejšie zistiť, z ktorej oblasti oblohy prichádzajú.

V tomto prípade sa vedcom podarilo lokalizovať zdroj natoľko presne, že mohli pokračovať v skúmaní jeho hostiteľskej galaxie.

A práve tu vstúpil do výskumu vesmírny teleskop Jamesa Webba.

Teleskop Jamesa Webba pomohol odhaliť vzdialenú galaxiu

Vesmírny teleskop Jamesa Webba je navrhnutý tak, aby pozoroval vesmír predovšetkým v infračervenom žiarení.

To je mimoriadne užitočné pri skúmaní vzdialených galaxií, ktorých svetlo sa počas miliárd rokov putovania vesmírom výrazne posunulo k dlhším vlnovým dĺžkam.

Astronómovia pomocou Webbovho teleskopu skúmali galaxiu spojenú s rádiovým zábleskom a získali údaje potrebné na určenie jej vzdialenosti.

Kľúčovým výsledkom bolo potvrdenie, že signál pochádza z obdobia spred viac než 10 miliárd rokov.

Tento výsledok posunul hranice výskumu rýchlych rádiových zábleskov do oveľa skoršej éry vývoja vesmíru.

V tom čase boli galaxie ešte vo fáze intenzívneho vývoja, vznikali nové generácie hviezd a kozmické prostredie vyzeralo inak než dnes.

Objav preto nie je zaujímavý iba tým, ako ďaleko sa signál dostal. Dôležité je aj to, aké informácie môže priniesť o dávnych galaxiách a hmote medzi nimi.

Čo mohlo záhadný signál vytvoriť? Vedci skúmajú magnetary

Jednou z najväčších záhad rýchlych rádiových zábleskov zostáva ich pôvod.

Vedci už vedia, že niektoré z nich môžu súvisieť s magnetarmi.

Magnetary sú mimoriadne husté neutrónové hviezdy s extrémne silným magnetickým poľom.

Vznikajú ako pozostatky niektorých masívnych hviezd po ich zániku. Ich magnetické polia patria medzi najsilnejšie známe vo vesmíre.

Pri náhlych zmenách v magnetickom prostredí magnetaru môže dôjsť k uvoľneniu veľkého množstva energie.

Pozorovania magnetaru v našej Galaxii už ukázali, že takéto objekty skutočne dokážu vytvárať rádiové impulzy podobné FRB.

To však neznamená, že všetky rýchle rádiové záblesky musia mať rovnaký pôvod.

Astronómovia skúmajú aj ďalšie možné mechanizmy vrátane niektorých prudkých udalostí spojených s kompaktnými hviezdnymi objektmi.

Pri FRB 20240304B zatiaľ nemožno s istotou určiť, aký konkrétny objekt záblesk vyvolal.

Presnejšie poznanie hostiteľskej galaxie však môže pomôcť zúžiť okruh možných vysvetlení.

Rádiové záblesky môžu fungovať ako kozmické baterky

Rýchle rádiové záblesky sú pre vedcov cenné aj z iného dôvodu.

Keď sa rádiový impulz šíri vesmírom, prechádza cez rôzne prostredia. Na svojej ceste môže naraziť na plyn v galaxiách, ich rozsiahlych plynných obaloch aj v priestore medzi galaxiami.

Táto hmota ovplyvňuje šírenie rádiových vĺn.

Jednotlivé rádiové frekvencie preto môžu doraziť k pozorovateľovi v mierne odlišnom čase. Tento jav sa označuje ako disperzia.

Z meraní disperzie môžu astronómovia získavať informácie o množstve voľných elektrónov, cez ktoré signál prešiel.

Rýchle rádiové záblesky tak môžu slúžiť ako prirodzené sondy, pomocou ktorých vedci skúmajú hmotu rozptýlenú medzi galaxiami.

Je to dôležité aj preto, že časť bežnej hmoty vo vesmíre sa nachádza v mimoriadne riedkom plyne, ktorý sa priamo pozoruje veľmi ťažko.

Rádiové impulzy poskytujú spôsob, ako jej prítomnosť nepriamo skúmať.

Čím vzdialenejší záblesk dokážeme zachytiť a lokalizovať, tým dlhšiu časť kozmickej histórie môžeme týmto spôsobom skúmať.

Objav môže zmeniť spôsob, akým skúmame mladý vesmír

Zachytenie FRB 20240304B ukazuje, že rýchle rádiové záblesky možno využívať aj pri výskume mimoriadne vzdialených oblastí vesmíru.

Doteraz bolo podrobné skúmanie týchto javov do veľkej miery obmedzené na bližšie galaxie.

Nové pozorovanie však naznačuje, že budúce rádioteleskopy môžu zachytiť ďalšie impulzy pochádzajúce z obdobia, keď mal vesmír len niekoľko miliárd rokov.

To by vedcom umožnilo skúmať, ako sa v priebehu času menilo rozloženie plynu medzi galaxiami a aké prostredie obklopovalo dávne hviezdne systémy.

Dôležitá bude spolupráca výkonných pozemných rádioteleskopov s vesmírnymi observatóriami, ako je James Webb.

Rádioteleskopy dokážu záblesky zachytiť a lokalizovať, zatiaľ čo ďalšie prístroje pomáhajú skúmať galaxie, v ktorých vznikli.

Jediný impulz trvajúci zlomok sekundy tak môže priniesť informácie o viac než desiatich miliardách rokov kozmickej histórie.

A hoci presný pôvod tohto konkrétneho signálu zostáva otvorenou otázkou, jeho objavenie ukazuje, že vesmír nám môže odhaľovať svoju dávnu minulosť aj prostredníctvom udalostí, ktoré trvajú kratšie než žmurknutie oka.