天文学家发现并追踪了有史以来最远的快速射电爆发，这是一种强大的射电波闪光，在到达地球之前穿越太空超过 100 亿年。
快速射电暴（FRB）是天文学中最神秘的物体之一。它们只持续几毫秒，但会释放大量能量，但其来源仍然未知。
这项发现由悉尼大学的研究人员 Manisha Caleb 博士和 Themiya Nanayakkara 博士领导，今天发表在著名的《科学》杂志上。
MeerTRAP 项目使用南非的 MeerKAT 射电望远镜来探测这次名为 FRB 20240304B 的爆发，然后利用 NASA 詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果来识别其宿主星系。
这次爆发发生在宇宙只有大约三十亿岁的时候，这是迄今为止探测到的最遥远的快速射电暴，是之前距离记录的两倍多。这一发现为天文学家提供了一种强大的新方法来研究星系的演化以及填充星系之间空间的巨大的、原本不可见的物质。
悉尼天文学研究所物理学院的卡莱布博士说：“这是遥远宇宙的非凡景象。”
“我们在宇宙只有三十亿岁的时候就观测到了一次快速射电爆发，并利用短暂的射电光闪光来了解已经传播了数十亿年的物质。”
通过将敏感的射电观测与强大的红外成像和光谱学相结合，该团队不仅能够探测到爆炸，还能够识别产生爆炸的星系。
事实证明，宿主星系是一种意想不到的资源。
悉尼大学的合著者劳拉·德里森博士说：“发生这次爆发的星系出人意料地小，金属贫乏，并且正在经历非常活跃的恒星形成过程。”
“这为我们提供了关于快速射电暴诞生环境的重要线索，并表明这些短暂的射电闪光不仅可以告诉我们遥远的宇宙，还可以告诉我们星系及其恒星种群如何演化。”
这项研究提供了新的证据，表明至少一些快速射电暴可能来自年轻的磁星，即大质量恒星在超新星爆炸时形成的高磁性中子星。新发现的宿主星系是年轻且强烈形成的恒星，其特征比旧中子星合并的替代理论更符合磁性形成。
其结果是天文学家可以使用快速射电爆发作为宇宙探测器的前沿。
“从本质上讲，足够强大的爆炸可以从第一个宇宙中检测到，”合著者、物理学院的博士生卡维亚·沙吉（Kavya Shaji）说。
卡莱布博士说：“我们的结果特别令人兴奋，因为我们现在已经证明我们可以探测和研究来自早期宇宙的快速射电暴。”
合著者、曼彻斯特大学的 Ben Steppers 教授也是 MeerKAT 望远镜 MeerTRAP 项目的首席研究员。 “下一步是进一步推动这一界限，看看我们能离第一代恒星有多近，”他说。
最大的地面望远镜无法看到主星系，需要詹姆斯·韦伯太空望远镜的独特功能来探测它并测量它的距离。
“我们的结果进一步证明了韦伯太空望远镜的惊人能力，我们可以突破以前可能的界限，”最近加入悉尼大学的纳纳亚卡拉博士说。
除了创造了新的距离记录之外，这次爆炸还起到了宇宙耀斑的作用，照亮了星系之间巨大的气体和物质库。当无线电信号在整个太空历史中传播时，它携带了沿途遇到的物质的信息，使研究人员能够研究否则难以直接观察的结构。
这一发现进一步证明了悉尼大学在射电天文学方面的国际领先地位。 2023年，该大学的天文学家还参与了最远射电暴的发现，目前由FRB 20240304B持有。
这一发现是利用南非的 MeerKAT 望远镜完成的，该望远镜是世界上最强大的射电天文设施之一，也是澳大利亚和南非 SKA 天文台的前身。悉尼大学的研究人员将在 SKA 的科学项目中发挥关键作用，这些项目预计将通过前所未有的无线电观测改变我们对宇宙的理解。
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