Les radio rapides (FRB) durent autour d'une milliseconde et, ce faisant, codent autrement des informations inaccessibles sur le plasma qui imprègne notre univers, fournissant un aperçu des champs magnétiques et des distributions de gaz.
Dans un article rédigé par Manisha Caleb et ses collègues de l'Université de Sydney et d'autres institutions, l'équipe rapporte la découverte du FRB 20240304b, qui se situe à un décalage vers 2,148 +/- 0,001, correspondant à seulement 3 milliards d'années après le Big Bang.
La recherche est publiée sur le arxiv serveur de préimprimée.
L'éclatement, désigné FRB 20240304b, a été détecté pour la première fois le 4 mars 2024 par la baie de radio-télescope Meerkat d'Afrique du Sud. Ce qui rend cette découverte extraordinaire, c'est sa distance incroyable, à un décalage vers le rouge de Z = 2,148 ± 0,001, soit environ 3 milliards d'années après le Big Bang. Cela signifie que nous observons la lumière qui a voyagé depuis plus de 11 milliards d'années pour atteindre la Terre.
Trouver la source du signal a nécessité un travail de détective sur plusieurs observatoires. Les auteurs ont tenté de localiser la galaxie hôte du FRB 20240304b à l'aide d'observatoires au sol et de données d'archives, mais cela a été court. Cependant, les suivis avec les instruments Nircam et NIRSPEC de JWST ont réussi à révéler la galaxie hôte du FRB et à obtenir un décalage rouge spectroscopique.
L'éclatement des ondes radio a parcouru l'espace et, comme il l'a fait, il s'est dispersé à un rythme d'environ 2 330 pc cm⁻³, suggérant immédiatement une origine extrêmement éloignée. Cette mesure a décrit plus précisément à quel point le signal radio a été étiré et retardé par des électrons libres dans l'espace, agissant comme une empreinte digitale qui révèle les vastes distances parcourues par le signal.
Cette découverte double la portée de décalage vers le rouge des FRB et sondes localisés ionisés des baryons sur environ 80% de l'histoire de l'univers. Les détections FRB précédentes n'avaient atteint le dos à mi-chemin de l'heure cosmique, mais le FRB 20240304b repousse notre frontière d'observation à l'univers encore dans sa jeunesse.
La galaxie hôte elle-même raconte une histoire intéressante. Le FRB 20240304b a été détecté avec le radiotélescope Meerkat en Afrique du Sud et les chercheurs ont localisé le signal en une galaxie à faible masse, grumeleuse et formant des étoiles à l'aide du télescope spatial James Webb. Cette jeune galaxie active, activement étoilée, fournit des indices cruciaux sur les origines de ces mystérieuses rafales.
Étant donné que sa galaxie hôte est relativement jeune, pas très massive, et toujours en forme d'étoiles, la présence d'un FRB suggère une origine qui peut se produire sur des échelles de temps relativement courtes, telles que les jeunes magnétars. Cela soutient les théories selon lesquelles les FRB proviennent d'étoiles à neutrons hautement magnétisées appelées magnétars, plutôt que de processus nécessitant des milliards d'années pour se développer.
La découverte révèle également des structures de champ magnétiques complexes couvrant des échelles de gigaparsec. Sa ligne de vue, avec le cluster Virgo et un groupe de premier plan, révèle la complexité du champ magnétique sur de nombreuses échelles Gigaparsec. Alors que les ondes radio se rendaient sur Terre, ils ont traversé diverses structures, chacune laissant sa signature sur le signal.
Peut-être le plus remarquable, les observations établissent l'activité FRB pendant le pic de formation d'étoiles et démontrent que les FRB peuvent sonder la formation de galaxie pendant l'ère la plus active de l'histoire cosmologique. L'époque où le FRB 20240304b est originaire correspond au moment où l'univers formait des étoiles à son rythme le plus furieux, une période des astronomes appellent « midi cosmique. »
Alors que les télescopes de nouvelle génération se mettent en ligne, des découvertes comme le FRB 20240304b se dirigent vers un avenir passionnant où ces signaux éphémères deviennent des messagers du passé lointain de l'univers, nous aidant à comprendre comment l'univers a évolué de ses premières jeunes chaotiques dans le cosmos structuré que nous voyons aujourd'hui.
