In breve
- Webb ha misurato il redshift di FRB 20240304B a 2.148, corrispondente a 3 miliardi di anni dopo il Big Bang.
- La galassia ospite è una nana attivamente formando stelle, con massa circa 1.000 volte inferiore alla previsione e formazione stellare concentrata in 30 milioni di anni.
- I risultati favoriscono l'origine da un magnetar giovane e mostrano l'impronta di strutture cosmiche a redshift 0.3 e del Virgo Cluster.
Il telescopio spaziale James Webb ha individuato la galassia ospite del lampo radio veloce denominato FRB 20240304B e ne ha misurato il redshift a 2.148.
L’evento era stato rilevato il 4 marzo 2024 dal progetto MeerTRAP con il radiotelescopio MeerKAT, che fornì la localizzazione precisa del lampo. I grandi telescopi a terra non avevano rilevato alcuna galassia nel punto indicato, così il team si è rivolto a Webb per ottenere immagini e spettroscopia nel vicino infrarosso. Lo studio, guidato da Manisha Caleb dell’University of Sydney, è stato pubblicato sul journal Science.
Redshift 2.148, corrisponde a 3 miliardi di anni dopo il Big Bang
Lo strumento NIRCam di Webb ha rilevato la galassia nella posizione indicata dalla radio-localizzazione, mentre NIRSpec ha misurato il redshift dello spettro: 2.148. Un redshift di 2.148 corrisponde a un tempo cosmologico a circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang. La maggioranza degli FRB osservati finora si colloca miliardi di anni più avanti nella storia dell’universo rispetto a questo evento. Il team sottolinea che questo FRB è, al momento della pubblicazione, il più distante con un’ospite identificata.
Galassia ospite: nana, 1.000 volte meno massiccia
La galassia ospite di FRB 20240304B risulta una galassia nana, con una massa stellare stimata circa 1.000 volte inferiore a quanto il team si aspettava per un ospite tipico di FRB. Il sistema è però attivamente formato da stelle, con un tasso di formazione stellare che suggerisce che la maggior parte delle stelle si sia formata in appena 30 milioni di anni. Manisha Caleb ha dichiarato che ci si aspettava «una grande galassia ben formata con molte stelle» e invece è emersa «una piccola galassia nana, sebbene attivamente formando stelle». Ben Stappers ha commentato che l’ospite «si distingue» dalla restante popolazione di galassie con FRB e ha evidenziato la combinazione osservativa tra MeerKAT e Webb.
Impatti sull’origine degli FRB e strutture cosmiche incontrate
La natura giovane e la rapida formazione stellare della galassia ospite hanno implicazioni per i modelli di origine degli FRB. Un modello che prevede la fusione di due stelle di neutroni richiede tempi di ritardo dell’ordine di miliardi di anni, caratteristica di galassie più evolute, e perciò gli autori ritengono «molto improbabile» che questo FRB derivi da una fusione. Un modello alternativo indica invece che un magnetar, una stella di neutroni giovane e fortemente magnetizzata, potrebbe generare un FRB rapidamente dopo la supernova, compatibile con il contesto osservato per questa galassia ospite.
Dal segnale radio del lampo gli autori hanno poi individuato l’impronta di due strutture cosmiche lungo la linea di vista: un ammasso di galassie precedentemente non noto a redshift 0.3, corrispondente a circa 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra, e il vicino Virgo Cluster, a circa 54 milioni di anni luce. J. Xavier Prochaska ha paragonato un FRB a una «torcia cosmica» che illumina la materia incontrata lungo il cammino, permettendo di tracciare la cosiddetta «cosmic web». Il team prevede che il radiotelescopio MeerKAT potrebbe rilevare e localizzare diversi FRB all’anno con redshift superiore a 1.0 e che Webb sarà fondamentale per caratterizzare le galassie ospiti distanti.
