Ten rozbłysk gamma mógł być najjaśniejszy "od początku cywilizacji". Oślepił czujniki

W niedzielę, 9 października 2022 roku, przez Układ Słoneczny przetoczył się błysk wyjątkowo intensywnego promieniowania. Jego źródłem był rozbłysk gamma, zjawisko należące do najsilniejszej klasy wybuchów we Wszechświecie. Dopiero teraz naukowcom udało się dotrzeć do wszystkich danych, które pomogły określić, z jak jasnym rozbłyskiem mieliśmy do czynienia. Efekty ich prac zostały opublikowane na łamach "The Astrophysical Journal Letters".

Aby scharakteryzować rozbłysk, który został nazwany GRB 221009A, naukowcy wykorzystali dane pochodzące z wielu instrumentów pomiarowych - kosmicznego obserwatorium promieniowania gamma Fermi GST, teleskopu NICER z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, a nawet sondy Voyager 1. Było to konieczne, ponieważ zjawisko było tak jasne, że "oślepiło" większość kosmicznych instrumentów pomiarowych, przez co zarejestrowały je one tylko częściowo. Badacze najpierw musieli zrekonstruować brakujące dane, a dopiero potem przystąpili do analizy zjawiska.

Zanim sygnał z GRB 221009A dotarł na Ziemię, podróżował przez około 1,9 miliarda lat, co czyni go jednym z najbliższych "długich" rozbłysków, których początkowa emisja trwa dłużej niż dwie sekundy. Był 70 razy jaśniejszy niż jakikolwiek inny zaobserwowany do tej pory. Z punktu widzenia statystyki tak jasne zdarzenia mogą występować średnio raz na 10 tysięcy lat.

- GRB 221009A to prawdopodobnie najjaśniejszy wybuch w zakresie promieniowania X i gamma, jaki miał miejsce od początku istnienia ludzkiej cywilizacji - powiedział Eric Burns, z Uniwersytetu Stanu Luizjana, główny autor badania. - To naprawdę monstrualny wybuch, niesamowicie wręcz niezwykły. Nigdy nie widzieliśmy czegoś, co byłoby do niego zbliżone.

Astronomowie uważają, że takie rozbłyski stanowią "pierwszy oddech" czarnych dziur. Gdy rdzenie masywnych gwiazd zapadają się pod własnym ciężarem, pochłaniając otaczającą je materię, umierające ciało niebieskie wyrzuca w przeciwnych kierunkach dżety - strumienie cząstek o prędkości bliskiej prędkości światła. Przebijają się one przez gwiazdę, podróżując przez przestrzeń kosmiczną oraz emitując promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma.

Chociaż GRB 221009A wyglądał jak pierwszy zwiastun supernowej, jak dotąd naukowcom nie udało się odnaleźć śladów kosmicznej eksplozji. Badacze mają kilka hipotez, dlaczego tak się stało: jedną z nich jest fakt, że rozbłysk pojawił się w części nieba znajdującej się blisko płaszczyzny naszej galaktyki, gdzie światło mogło zostać przyćmione przez gęste kłęby pyłu.

- Nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że mamy do czynienia z supernową, co jest zaskakujące, biorąc pod uwagę jasność wybuchu - powiedział Andrew Levan z Uniwersytetu Radbouda, który nadzorował obserwacje miejsca wybuchu za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. - Jeśli tam jest, to jest bardzo słaba. Planujemy dalej jej szukać, ale możliwe, że gwiazda zapadła się prosto w czarną dziurę zamiast eksplodować.

Stosunkowo bliski, jasny rozbłysk był również okazją do lepszej obserwacji dżetów, jakie emitowane są podczas rozbłysku, oraz towarzyszących im zjawisk. W przypadku GRB 221009A nie były specjalnie potężne, ale okazały się niezwykle wąskie, niczym strumień wody z węża ogrodowego. Jeden z nich był skierowany bezpośrednio na nas, co umożliwiło zebranie pełnego zestawu informacji o spektrum elektromagnetycznym tego zjawiska.

Rozbłysk umożliwił astronomom zbadanie obłoków kosmicznego pyłu w naszej galaktyce. Gdy promieniowanie rentgenowskie zmierzało w naszą stronę, część z niego odbijała się od pyłu, tworząc "świetlne echo" rozbłysku w postaci pierścieni. Należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej teleskop XMM-Newton zarejestrował, że te niezwykłe pierścienie zostały wytworzone przez 21 odrębnych obłoków pyłowych. Wcześniej takie zjawisko zostało zaobserwowane tylko sześć razy.

- To, jak obłoki pyłowe rozpraszają promieniowanie, zależy od ich odległości, rozmiarów ziaren pyłu i energii promieniowania - wyjaśnił Sergio Campana z Narodowego Instytutu Astrofizyki we Włoszech. - Byliśmy w stanie użyć pierścieni do zrekonstruowania rentgenowskiej części emisji wybuchu oraz do określenia, gdzie w naszej galaktyce znajdują się obłoki pyłowe - dodał.