創紀錄的無線電爆發追溯到宇宙早期恆星形成時代

根據2026年10月發表在《科學》期刊上的研究，一個持續約千分之一秒的無線電信號成為迄今測量到的最遠快速無線電爆發(FRB)。被命名為FRB 20240304B的爆發在到達地球前已經傳播了超過100億年，源自宇宙約30億年前。

檢測到了什麼，以及如何檢測

該爆發於2024年3月4日首次被南非MeerKAT無線電望遠鏡陣列上的MeerTRAP儀器探測到。快速無線電爆發是簡短而強烈的無線電波閃光，其物理來源仍在辯論中；已有數千個被編目，但只有很小一部分的母星系被確認。

為了確定信號傳播的距離，由悉尼大學的瑪妮莎·卡勒布領導的研究人員轉向美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。韋伯的NIRCam儀器定位了微弱的母星系，其NIRSpec儀器測得星系的紅移值為2.148——天文學家用來計算宇宙距離和光發射時宇宙年齡的數據。該紅移將爆發的起源置於大爆炸後約30億年，在一個通常被稱為「宇宙正午」的時期，當時整個宇宙的恆星形成處於峰值。

根據phys.org對該研究的報導，這一結果使之前FRB距離記錄的距離增加了一倍多。

一個遠比預期小的星系

母星系本身是最大的驚訝。卡勒布和同事預期是一個大型的、發育良好的星系，類似於許多已識別的FRB母星系。相反，韋伯的影像和光譜揭示了一個矮星系，其質量約為典型FRB母星系的千分之一，重元素含量低，並正處於強烈的恆星形成爆發中：根據美國宇航局對研究結果的總結，估計其恆星質量的90%是在過去3000萬年內形成的。

在phys.org報導的另一份聲明中，卡勒布表示該爆發是從宇宙僅有約30億年時期捕獲的，並補充說研究人員利用這一短暫的無線電光閃來研究它在數十億年間傳播的物質——強調了FRB如何被用作探測遙遠早期宇宙的工具。

為什麼母星系對FRB理論很重要

快速無線電爆發沒有單一確認的源。主要解釋包括磁星——具有極強磁場的年輕中子星，通常由最近的超新星產生——以及分別的，兩顆較舊中子星的最終合併，這個過程在星系恆星形成後需要花費更長的時間發生。

由於FRB 20240304B的母星系非常年輕且仍在快速形成恆星，研究團隊傾向於用磁星解釋來解釋這一爆發。美國宇航局對該研究的描述指出，在像這樣的恆星形成星系中，年輕的、高度磁化的中子星可能會在附近超新星之後快速形成，而中子星合併情景通常需要在恆星形成開始後更長的延遲。

仍未確定的部分

該研究將FRB 20240304B確認為迄今為止紅移值已確認的最遠FRB，但研究人員警告單一案例無法解決關於快速無線電爆發成因的更廣泛辯論。作者們指出發現表明在星系的恆星形成與其產生FRB的能力之間幾乎不需要延遲，但他們沒有排除在宇宙其他地方觀測到的不同爆發的其他前驅星模型。

根據美國宇航局和phys.org對論文的報導，研究團隊包括悉尼大學的特米亞·南亞卡拉和勞拉·德里森，以及曼徹斯特大學的本·斯塔珀斯，與卡勒布一起。