科学者ら、観測史上最遠の高速電波バーストを特定

天文学者らは、観測史上最も遠い高速電波バーストを捉え、その位置を特定した。100億年以上にわたって宇宙を旅してきたミリ秒の電波エネルギーの閃光である。FRB 20240304Bとしてカタログ化されたこの信号は、シドニー大学の研究者らが率いる国際チームによると、ビッグバンから約30億年後に形成された銀河に遡ることができる。この研究は科学誌サイエンスに掲載された。

この発見は、これまでの記録保持者の距離を2倍以上に広げるものである。高速電波バーストは、ほんの一瞬しか続かないが、電波領域のスペクトルでは一時的に銀河全体を凌ぐほど明るくなる、強力な電波のパルスである。2007年に最初のものが検出されて以来、天文学者らは数百を記録してきたが、その起源は現代天体物理学の中でも特に難解な謎の一つであり続けている。

バーストを見つけることと、それがどこから来たのかを突き止めることは別問題である。チームは、両方を達成するために、まったく異なる2つの装置を組み合わせた。南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡アレイは、カルー半砂漠にあるアンテナ網で、まずバーストを捉え、空での位置を絞り込んだ。次に、地球から約150万キロメートルの vantage point から赤外線で観測するジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、その領域を調べ、淡い母銀河を特定した。

この組み合わせが重要である。電波望遠鏡は閃光を捉えるのは得意だが、どの銀河がそれを生み出したかを正確に解像するのは苦手である。信号が非常に短く、非常に遠いためだ。ウェッブの鋭い赤外線の目は、他のほとんどの天文台では見えない極めて遠方の銀河を見分けることができる。両者を合わせることで、研究者らはバーストを特定の銀河に結びつけ、宇宙の膨張がその旅路で光を引き伸ばした具合からその距離を推定することができた。

電波は宇宙を伝わるため、銀河間に散在する電子の雲を通過する。バーストの信号が通過する物質が多いほど、その到着は時間的にぼやける。そのため、遠方のバーストは、銀河間空間を満たす薄く拡散した物質——直接マッピングすることがほぼ不可能な物質——の探査に役立つ。

「この結果は、高速電波バーストがどこから来るのか、そしてそれらが宇宙について何を教えてくれるのかを理解するための一歩です」と研究者らは述べ、バーストの極端な距離が、宇宙の空洞にどれだけの通常物質が存在するかの貴重なテストになることを指摘した。天文学者らは、ほとんどのバーストはマグネターとして知られる強く磁化された中性子星によって生成されると考えているが、正確なメカニズムはまだ議論されている。

今のところ、この発見は小さいながら成長しつつあるサンプルに遠く離れたデータ点を追加するものである。位置がよく特定された各バーストは、物質が宇宙全体にどのように分布しているかのモデルを較正するのに役立つ。チームは、より広い視野と高い感度を持つ次世代の電波施設が、さらに多くの遠方のバーストを検出し、おそらく記録を再び更新することを期待している。