Trwał ponad trzy minuty, był milion razy jaśniejszy niż Droga Mleczna

Rozbłyski gamma to krótkie, ale intensywne emisje promieniowania elektromagnetycznego w jego najjaśniejszej, najbardziej energetycznej postaci. Powstają w następstwie różnych zjawisk, na przykład wybuchów supernowych. W marcu 2023 roku naukowcom korzystającym z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) udało się zarejestrować jeden z najjaśniejszych rozbłysków w historii obserwacji. Rozbłysk gamma został zarejestrowany także przez inne instrumenty, takie jak Kosmiczny Teleskop Promieniowania Gamma Fermi należący do NASA czy satelita Transiting Exoplanet Survey.

Ten konkretny przypadek został nazwany GRB 230307A i, jak podają w magazynie "Science" badacze, jego przyczyną było połączenie się dwóch gwiazd neutronowych. Jak wyjaśnili naukowcy, podczas fuzji powstała kilonowa - ogromny, bardzo rzadko obserwowalny wybuch, który można rozpoznać po "poświacie", którą najlepiej widać w podczerwieni.

- Znamy tylko kilka kilonowych, a teraz, dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba, możemy przyjrzeć się następstwom takiego zjawiska - mówił główny autor badania Andrew Levan, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Radboud w Holandii. W 2013 roku Levan był częścią zespołu, który po raz pierwszy wykrył kilonową.

Obserwacje wykazały, że podczas eksplozji doszło do uwolnienia telluru - metalu ciężkiego, który na Ziemi jest wykorzystywany choćby do produkcji CD/DVD wielokrotnego zapisu. Jego obecność utwierdziła naukowców w przekonaniu, że pojawiły się również inne pierwiastki - między innymi jod, który jest niezbędny do powstania życia.

- Mija nieco ponad 150 lat, odkąd Dmitrij Mendelejew spisał układ okresowy pierwiastków. Dzięki JWST w końcu jesteśmy w stanie uzupełniać luki i rozumieć, gdzie to wszystko powstało - dodał Levan.

Badacze od dawna byli przekonani, że fuzje gwiazd neutronowych produkują spore ilości pewnych pierwiastków, jednak trudno znaleźć na to dowody. Kilonowe nie zdarzają się zbyt często, dlatego naukowcy spędzili mnóstwo czasu na przeszukiwaniu zapisów o rozbłyskach gamma trwających na tyle długo, by ich powstanie mogłoby być skutkiem połączenia się gwiazd neutronowych.

Żeby spełnić ten warunek, rozbłysk gamma musi trwać co najmniej dwie sekundy. GRB 230307A jaśniał aż przez 200 sekund.

- Ten rodzaj eksplozji jest bardzo szybki, a materiał z eksplozji również szybko się rozszerza - przekazał współautor badania, Om Sharan Salafia z Obserwatorium Astronomicznego Brera przy włoskim Narodowym Instytucie Astrofizyki. - W miarę rozszerzania się chmury materia szybko się ochładza, a maksimum jej rozbłysku staje się coraz bardziej widoczne w podczerwieni - dodał.

Dzięki JWST naukowcy prześledzili także trajektorię obiektów przed połączeniem. Jak przekazali w badaniach, gwiazdy należały do układu podwójnego w galaktyce spiralnej. Najpierw jedna eksplodowała jako supernowa i stała się gwiazdą neutronową, a potem to samo stało się z drugim ciałem. Wybuchy sprawiły, że obiekty zostały wyrzucone z galaktyki i musiały minąć miliony lat, zanim stały się jednością. Potem doszło do kilonowej, a następnie do rozbłysku gamma i uwolnienia pierwiastków.

Naukowcy mają nadzieję na znalezienie większej liczby takich fuzji i wyrzutów pierwiastków w przyszłości. Chcą także dowiedzieć się, co wpływa na długość rozbłysku gamma i określić, jak oddziałują na nie pierwiastki. Odpowiedzi na wszystkie zagadki mają pojawić się w kolejnych latach, w miarę rozwoju badań i wypuszczania coraz to nowszych instrumentów.