Det fjerneste raske radioutbruddet er eldre enn jorden og dobler avstandsrekorden

Et raskt radioutbrudd, et glimt av radiobølger som varer noen tusendels sekunder, forlot kilden sin da universet var rundt 3 milliarder år gammelt, og nådde et teleskop i Sør-Afrika mer enn 10 milliarder år senere. Det er det fjerneste raske radioutbruddet som noen gang er sporet tilbake til en vertsgalakse, på mer enn dobbelt så stor avstand som den forrige rekordholderen. Glimtet la ut på reisen mer enn fem milliarder år før jorden ble dannet.

Overraskelsen kom da James Webb Space Telescope fant ut hvor det stammet fra. Astronomene ventet en stor, moden galakse. I stedet er kilden en svak dverggalakse, om lag 1.000 ganger mindre massiv enn teamet hadde ventet, som ser ut til å ha dannet de fleste stjernene sine i et kort, voldsomt utbrudd. Dette lille, unge hjemmet er nå blant de sterkeste sporene hittil etter hva som skaper disse glimtene.

Tusenvis av raske radioutbrudd er blitt oppdaget, men bare rundt hundre er blitt knyttet til en bestemt galakse, og nesten alle befinner seg relativt nær oss. Det nye utbruddet, katalogisert som FRB 20240304B, flytter dette kartet inn i den mest intense epoken for stjernedannelse i universets historie.

«Det som gjør raske radioutbrudd interessante, er at vi ikke vet hva som skaper dem», sa Manisha Caleb ved University of Sydney, som ledet studien. «Vi har teorier om hvilke objekter som produserer dem, men vi har ikke noe endelig bevis.»

Hvordan en radioparabol og Webb fant en galakse ingen kunne se

Utbruddet ble fanget opp av MeerKAT, en samling av 64 radioparaboler i Karoo i Sør-Afrika. Et søkesystem kalt MeerTRAP, ledet av Ben Stappers ved University of Manchester, skanner dataene i sanntid etter enkeltstående, sterke pulser. Denne skilte seg ut mer enn 100 ganger over bakgrunnsstøyen, og anlegget fastslo posisjonen til en brøkdel av et buesekund, i stjernebildet Løven.

Det første hintet om avstanden kom fra selve signalet. Radiobølger som krysser den tynne gassen mellom galakser, bremses litt, og lavere frekvenser bremses mer, slik at et utbrudd ankommer som en sveipende overgang fra høy til lav tone. Astronomer kaller størrelsen på denne forsinkelsen dispersjonsmålet. For dette utbruddet var det rundt 2.458 enheter, langt høyere enn for de fleste kjente utbrudd, og et tegn på at signalet hadde krysset en enorm gasskolonne.

Dette tallet gir bare en grov avstand. En reell avstand krever vertsgalaksen og spekteret dens, og arkiverte himmelundersøkelser viste ingenting på posisjonen. Det gjorde heller ikke en time med dyp avbildning med Keck I-teleskopet på Hawaii eller infrarøde bilder fra MMT Observatory i Arizona. Galaksen var for svak selv for de største bakkebaserte teleskopene.

Derfor søkte teamet om observasjonstid på Webb. Teleskopets Near-Infrared Camera plukket ut en flekk med 28. størrelsesklasse rundt 0,3 buesekunder fra utbruddets posisjon, og en statistisk test ga 97,5 prosent sannsynlighet for at utbruddet kom derfra. Webbs Near-Infrared Spectrograph fanget deretter lys fra glødende hydrogen og oksygen i galaksen, strukket av universets ekspansjon til en rødforskyvning på 2,148. Det plasserer utbruddet i perioden astronomene kaller kosmisk middag, da galakser dannet stjerner raskere enn på noe tidspunkt før eller siden.

Hva rekorden betyr i tall

Den forrige rekordholderen, et utbrudd fanget opp av Australias ASKAP-teleskop, hadde en rødforskyvning på rundt 1,016, og lyset hadde reist i omtrent 8 milliarder år. Det nye utbruddet mer enn dobler denne rødforskyvningen. Med artikkelens ord «sonderer signalet ionisert gass gjennom omtrent 80 % av universets historie».

Energien ligger i øvre ende av området som er observert for slike hendelser. Sky & Telescope satte det i velkjente ord: mer energi enn solen avgir på ett år, pakket inn i et glimt kortere enn et øyeblink.

Vertsgalaksen er den merkeligste delen. Teamets anslag plasserer stjernemassen i størrelsesorden 10 millioner ganger solens masse, en svært liten brøkdel av stjernene i Melkeveien. Gassen dens inneholder bare rundt 10 til 20 prosent av solens andel grunnstoffer som er tyngre enn helium, og den danner stjerner langt raskere enn en galakse på denne størrelsen normalt ville gjort. Forskerne anslår at de fleste stjernene kan ha blitt dannet i løpet av rundt 30 millioner år.

«Vi trodde det ville være en stor, velutviklet galakse med mange stjerner», sa Caleb. Stappers var mer direkte: «Vertsgalaksen skiller seg ut i hele galakseutvalget vi har. Og den var ikke det vi forventet.»

Hvorfor en liten, ung galakse peker mot én forklaring

De to ledende forklaringene gir ulike forutsigelser for hvor utbrudd bør dukke opp. Den ene sier at de kommer fra magnetarer, nøytronstjerner med magnetfelt milliarder av ganger sterkere enn de kraftigste magnetene som er bygget på jorden, født når massive stjerner kollapser. Disse dannes innen noen få millioner år etter stjernene som skaper dem. Den andre sier at enkelte utbrudd kommer fra kollisjoner mellom nøytronstjerner, som kan bruke milliarder av år på å spiralisere sammen og derfor har en tendens til å forekomme i eldre galakser.

En galakse som bygget seg selv opp i løpet av noen titalls millioner år, gir lite rom for det langsomme alternativet. «Arbeidet vårt tyder på at det er svært usannsynlig at denne FRB-en ble produsert av en sammenslåing», sa Caleb. Gass med lavt metallinnhold har også en tendens til å produsere flere svært massive stjerner, som er typen som etterlater magnetarer. I vår egen galakse har magnetaren SGR J1935+2154 allerede produsert svake utbrudd av samme type.

Signalet bar også med seg et register over alt det passerte gjennom. Banen krysser Virgo-hopen, den enorme galaksegruppen rundt 54 millioner lysår unna, og går nær en tidligere ukjent gruppe galakser med en rødforskyvning på 0,31, rundt 3,5 milliarder lysår fra oss. Teamet anslår at disse to strukturene står for det meste av den ekstra forsinkelsen i signalet.

Hva det ikke avgjør

Ett utbrudd er ett datapunkt. Koblingen til magnetarer er den mest naturlige tolkningen av denne vertsgalaksen, men forskerne understreker at det ikke er et bevis, og at det ikke betyr at alle raske radioutbrudd har samme opphav.

Galaksens egenskaper kommer med store feilmarginer. Massen, metallinnholdet og historien for stjernedannelse er modellanslag basert på noen få Webb-bilder og ett spektrum av et objekt på grensen av hva som kan påvises. Svært få vertsgalakser for utbrudd som er så svake, er blitt studert på noen avstander, så det er vanskelig å si om denne galaksen er uvanlig eller bare den første av en type tidligere undersøkelser ikke oppdaget.

Teamet mener funnet ikke var et lykketreff. MeerKAT er for tiden det eneste instrumentet som leter etter utbrudd og som er følsomt nok til å se så langt, og de forutsier at rundt 6,3 prosent av utbruddene i hovedundersøkelsen vil komme fra bortenfor en rødforskyvning på 2. Bare flere påvisninger vil kunne teste dette. «Enhver stor samling begynner med bare ett eksemplar», sa Joeri van Leeuwen ved Netherlands Institute for Radio Astronomy, som ikke var involvert i arbeidet.

Vanlige spørsmål om det fjerneste raske radioutbruddet

Hva er et raskt radioutbrudd?

Et raskt radioutbrudd er et glimt av radiobølger som varer i noen få millisekunder og i de sterkeste tilfellene kan bære med seg like mye energi som solen avgir på ett år. Det første ble funnet i 2007. Kilden deres er fortsatt omdiskutert.

Hvor langt unna er det fjerneste raske radioutbruddet?

FRB 20240304B har en rødforskyvning på 2,148. Signalet reiste i mer enn 10 milliarder år og forlot galaksen sin da universet var rundt 3 milliarder år gammelt. Det er mer enn dobbelt så høy rødforskyvning som den forrige rekordholderen.

Forårsaker magnetarer raske radioutbrudd?

Magnetarer er den best underbygde forklaringen, og den unge, stjernedannende vertsgalaksen til dette utbruddet styrker saken. Men ingen studie har bevist at hvert utbrudd kommer fra en magnetar, og forskerne bak dette resultatet sier at det ennå ikke finnes noe endelig bevis.

Hva skjer videre

Utbruddet ble oppdaget 4. mars 2024, først presentert på en konferanse i Montreal i juli 2025, og publisert i tidsskriftet Science 8. oktober 2026. Teamet anslår at MeerKAT kan finne og stedfeste flere utbrudd i året fra mer enn halvveis tilbake mot Big Bang, med behov for Webb for å identifisere de svake vertsgalaksene deres. Square Kilometre Arrays teleskop for mellomhøye frekvenser, som nå bygges i Sør-Afrika, ventes å føre dette søket videre. Stappers formulerte målet klart: «Neste steg er å flytte denne grensen videre og se hvor nær vi kan komme de første generasjonene av stjerner.»

Referanse: Caleb et al., «A fast radio burst at redshift 2, three billion years after the Big Bang,» Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adz2675

Tagger: astronomi, James Webb Space Telescope, magnetar, MeerKAT, FRB 20240304B, raskt radioutbrudd