创纪录的无线电爆发追溯到宇宙早期的恒星形成时代

根据2026年10月发表在《科学》杂志上的一项研究，一个持续时间约为千分之一秒的无线电信号已成为有史以来测量的最遥远的快速无线电爆发(FRB)。这次爆发被指定为FRB 20240304B，在到达地球之前已经传播了超过100亿年，起源于宇宙约为30亿年历史的时期。

检测到了什么，以及如何检测

这次爆发于2024年3月4日首次被南非MeerKAT射电望远镜阵列上的MeerTRAP仪器捕捉到。快速无线电爆发是短暂的、强烈的无线电波闪烁，其物理起源仍在争议中；已对数千个进行了编目，但只有少数被确认了其母星系。

为了确定信号传播的距离，由悉尼大学的玛妮莎·卡莱布领导的研究人员求助于美国航空航天局的詹姆斯·韦布太空望远镜。韦布的NIRCam仪器定位了这个微弱的母星系，其NIRSpec仪器测量了星系的红移为2.148——这是天文学家用来计算宇宙距离和光线发出时宇宙年龄的数据。这个红移将爆发的起源点放在大爆炸后约30亿年，在一个通常被称为"宇宙正午"的时期，当时整个宇宙的恒星形成处于高峰。

根据phys.org的报道，这一结果是先前快速无线电爆发距离记录的两倍多。

一个远小于预期的星系

母星系本身是最大的惊喜。卡莱布和同事们预期会发现一个大的、发育良好的星系，类似于许多以前确认的快速无线电爆发母星系。相反，韦布的图像和谱线显示的是一个矮星系，质量约为典型快速无线电爆发母星系的千分之一，重元素含量低，并处于一次强烈的恒星形成爆发之中：根据美国航空航天局的研究总结，估计其90%的恒星质量是在过去3000万年内形成的。

在phys.org报道的一份单独声明中，卡莱布表示，这次爆发是从宇宙仅约30亿年历史的时期捕捉的，并补充说研究人员利用这一短暂的无线电光线闪烁来研究它在数十亿年中经过的物质——强调了快速无线电爆发如何可以用作探测遥远早期宇宙的工具。

为什么母星系对快速无线电爆发理论很重要

快速无线电爆发没有单一的已确认源头。主要的解释包括磁星——具有极强磁场的年轻中子星，通常由最近的超新星产生——以及分别地，两颗较老中子星的最终合并，这个过程在星系恒星形成后需要更长的时间才能发生。

因为FRB 20240304B的母星系非常年轻且仍在快速形成恒星，研究团队倾向于用磁星解释来说明这次爆发。美国航空航天局对该研究的说明指出，在像这样的恒星形成星系中，一颗年轻的、高度磁化的中子星可能在附近的超新星之后快速形成，而中子星合并的情景通常需要在恒星形成开始后有更长的延迟。

仍然存在的不确定性

该研究将FRB 20240304B确定为迄今为止红移已确认的母星系的最遥远的快速无线电爆发，但研究人员警告说，单一的案例无法解决关于什么导致快速无线电爆发的更广泛的辩论。作者指出，这一发现表明在星系的恒星形成和其产生快速无线电爆发的能力之间几乎没有延迟，但他们没有排除其他对在宇宙其他地方观察到的不同爆发的前身模型。

根据美国航空航天局和phys.org对该论文的说明，研究团队包括悉尼大学的蒂米亚·纳纳亚卡拉和劳拉·德里森，以及曼彻斯特大学的本·斯塔珀斯，还有卡莱布。