Det er BÅTEN: Astronomer observerer «tidenes lyseste» gammastråleutbrudd

Om morgenen den 9. oktober fanget flere rombaserte detektorer opp en kraftig gammastråleutbrudd (GRB) som passerer gjennom solsystemet vårt, og sender astronomer rundt om i verden for å trene teleskopene sine på den delen av himmelen for å samle viktige data om hendelsen og dens etterglød. Kalt GRB 221009A, sier astronomer gammastråleutbruddet er det kraftigste som hittil er registrert og kan sannsynligvis være “fødselsropet” til et nytt svart hull. Begivenheten var umiddelbart publisert i Astronomer’s Telegram, og observasjoner pågår fortsatt.

«I forskningsgruppen vår har vi omtalt dette utbruddet som «BÅTEN» eller Aller Tidenes lyseste, fordi når du ser på de tusenvis av utbrudd gammastråleteleskoper har oppdaget siden 1990-tallet, skiller denne seg fra hverandre ,” sa Jillian Rastinejad, en hovedfagsstudent ved Northwestern University. Rastinejad ledet ett av to uavhengige team som brukte Gemini Sør teleskop i Chile for å studere hendelsens etterglød.

“Denne utbruddet er mye nærmere enn typiske GRB-er, noe som er spennende fordi det lar oss oppdage mange detaljer som ellers ville vært for svake til å se,” sa Roberta Pillera, en doktorgradsstudent ved Polytechnic University of Bari, Italia, og medlem av Fermi Large Area Telescope (LAT) Collaboration. “Men det er også blant de mest energiske og lysende utbruddene som noen gang er sett uavhengig av avstand, noe som gjør det dobbelt spennende.”

Gammastråleutbrudd er ekstremt høyenergieksplosjoner i fjerne galakser som varer mellom bare millisekunder og flere timer. Den første gammastråleutbrudd ble observert på slutten av 1960-tallet, takket være lanseringen av Vela satellitter fra USA. De var ment å oppdage avslørende gammastrålesignaturer fra atomvåpenprøver i kjølvannet av 1963-avtalen om forbud mot kjernefysiske tester med Sovjetunionen. USA fryktet at sovjeterne gjennomførte hemmelige kjernefysiske tester, i strid med traktaten. I juli 1967 fanget to av disse satellittene opp et glimt av gammastråling som tydeligvis ikke var signaturen til en atomvåpentest.

Disse dataene ble arkivert, men senere registrerte Vela-satellitter med forbedrede instrumenter flere gammastråleutbrudd. Et team ved Los Alamos National Laboratory analyserte når hvert utbrudd ble oppdaget av forskjellige satellitter for å estimere himmelposisjonen til 16 slike utbrudd. Og de slo fast at utbruddene ikke var fra Jorden eller vårt solsystem, og publiserte sine konklusjoner i en avis fra 1973 i Astrophysical Journal.

Det er to klasser av gammastråleutbrudd. De fleste (70 prosent) er lange utbrudd som varer i mer enn to sekunder, ofte med en sterk etterglød. Disse er vanligvis knyttet til galakser med rask stjernedannelse. Astronomer tror at lange utbrudd er knyttet til døden til massive stjerner som kollapser for å danne en nøytronstjerne eller et svart hull (eller alternativt et nydannet magnetar). Det sorte babyhullet ville produsere stråler av svært energiske partikler som beveger seg nær lysets hastighet, kraftige nok til å trenge gjennom restene av stamstjernen, og sende ut røntgenstråler og gammastråler.

Disse gammastråleutbruddene som varer mindre enn to sekunder (omtrent 30 prosent) regnes som korte utbrudd, som vanligvis sendes ut fra områder med svært liten stjernedannelse. Astronomer tror disse gammastråleutbruddene er resultatet av sammenslåinger mellom to nøytronstjerner, eller en nøytronstjerne som smelter sammen med et svart hull, bestående av en “kilonova”.

Den hypotesen var bekreftet i 2017, da LIGO-samarbeidet fanget opp gravitasjonsbølgesignalet til to nøytronstjerner som slo seg sammen, akkompagnert av de kraftige gammastråleutbruddene assosiert med en kilonova. Tidligere i år, astrofysikere oppdaget mystiske røntgenbilder de trodde kunne være aller første oppdagelse av en kilonova “etterglød” fra den samme fusjonen. (Alternativt kan det være den første observasjonen av materie som faller inn i det sorte hullet som ble dannet etter fusjonen.)