快速無線電爆發源追蹤了整個宇宙的記錄距離

快速無線電暴（FRB） 持續約一毫秒，在此過程中，對滲透到我們宇宙中的等離子體進行其他無法獲得的信息進行編碼，從而提供對磁場和氣體分布的見解。

在一篇論文中由悉尼大學的 Manisha Caleb 撰寫，該團隊報告了發現FRB的20240304B，位于紅移的 2.148 +/- 0.001，相當于大爆炸.

這次爆發被命名為 FRB 20240304B，于 2024 年 3 月 4 日由南非 MeerKAT 射電望遠鏡陣列首次探測到。這一發現的非凡之處在于其令人難以置信的距離，紅移高達 z = 2.148±0.001，即大爆炸后約 30 億年。這意味著我們正在觀察經過 110 億多年到達地球的光。

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尋找信號源需要跨多個天文臺進行偵探工作。作者試圖使用地面天文臺和檔案數據來定位 FRB 20240304B 的宿主星系，但未能成功。

然而，JWST 的 NIRCam 和 NIRSpec 儀器的后續行動成功地揭示了 FRB 的主星系并獲得了光譜紅移。

無線電波爆發在太空傳播時以每立方厘米約 2,330 秒差距的速度擴散，這表明其起源極其遙遠。這種測量更準確地描述了無線電信號在空間中被自由電子拉伸和延遲的程度，就像指紋一樣，揭示了信號傳播的遠距離。

這一發現使局部 FRB 的紅移范圍增加了一倍，并探測了宇宙 ~80% 歷史上的電離重子。之前的 FRB 探測只追溯到宇宙時間的一半左右，但 FRB 20240304B 將我們的觀測邊界推到了宇宙仍處于年輕時期。

宿主星系本身就講述了一個有趣的故事。南非的 MeerKAT 射電望遠鏡檢測到了 FRB 2024030。然后，該團隊使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將信號定位到一個低質量、塊狀星系。

由于它的宿主星系相對年輕，質量不是很大，并且仍在形成恒星，因此 FRB 的存在表明起源可以在相對較短的時間尺度內發生，例如年輕的磁星。這支持了這樣的理論，即 FRB 起源于稱為磁星的高磁化中子星，而不是來自需要數十億年才能發展的過程。

這一發現還揭示了跨越千兆漸差距尺度的復雜磁場結構。它的視線與處女座星團和前景群一起揭示了許多千兆秒差距尺度上的磁場復雜性。當無線電波傳播到地球時，它們穿過各種結構，每個結構都在信號上留下其特征。

也許最引人注目的是，這些觀測確定了恒星形成高峰期的 FRB 活動，并證明 FRB 可以在宇宙學歷史上最活躍的時代探測星系的形成。

FRB 20240304B 起源的時代對應于宇宙以最猛烈的速度形成恒星的時間，天文學家稱這一時期為“宇宙正午”。

隨著下一代望遠鏡的上線，像 FRB 20240304B 這樣的發現指向了一個令人興奮的未來，這些轉瞬即逝的信號將成為來自宇宙遙遠過去的信使，幫助我們了解宇宙如何從早期、混亂的青年演變成我們今天看到的結構化宇宙。

本文最初發表于今日宇宙.閱讀原文.

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