Bilde: Science Photo Library – MEHAU KULYK via Getty Images
Forskere har oppdaget en “enestående” eksplosjon av energi i rommet, kjent som en gammastråleutbrudd (GRB), som ser lysere ut ved noen bølgelengder enn noen hendelse av denne typen observert så langt.
Gammastråleutbrudd er enorme utbrudd drevet av intense kosmiske fenomener, for eksempel døden til enorme stjerner, og de produserer noen av de lyseste brillene i universet. Nyheter om denne spesielle utbruddet begynte å bølge over sosiale medier etter at den ble oppdaget på søndag av Fermi Gamma-ray Space Telescope og Neil Gehrels Swift Observatory, begge NASA-oppdrag, med noen astronomer som beskriver det som “en ekstraordinær begivenhet” og potensielt “den lyseste GRB noensinne.”
Phil Evans, en astronom ved University of Leicester som jobber på Swifts røntgenteleskop, beskrev fargerikt utbruddet, kjent som GRB 221009A, som “dumt, veldig lyst” i en tweet på mandag.
I en e-post til Motherboard understreket Evans at oppdagelsen er så fersk at det vil ta en stund å pakke ut betydningen, men han bemerket at utbruddet er “klart den lyseste GRB vi har sett i røntgenstråler, i det minste på tid etter den første eksplosjonen at vi har observert den.»
“Den nye GRB 221009A er noe rundt 1000 ganger lysere enn den typiske GRB og noen hundre ganger lysere enn de lyseste sett før – men dette er bare sant i røntgenstråler,” sa Evans. “I gammastråler er det en av de lyseste som er sett (ifølge rapporten fra Fermi-teleskopteamet).”
Marcos Santander, en astronom ved University of Alabama, bemerket i en e-post at Fermi-satellittens Gamma-ray Burst Monitor (GBM) var den første som oppdaget hendelsen, og flagget den umiddelbart som eksepsjonell.
“GBM er den mest produktive GRB-detektoren og i gjennomsnitt oppdager den en GRB omtrent hver dag, og den har samlet inn tusenvis av GRB-er i mer enn 14 års drift siden lanseringen av Fermi i 2008,” sa Santander til Motherboard. “Av disse tusener var den den 9. oktober den klart mest lyssterke” – faktisk så lyssterk at den “blindte instrumentene litt gitt hvor mange gammastråler som kom over en veldig kort tid.”
“GRB-er er også de mest lysende hendelsene i universet,” fortsatte han. “Denne kan ha en iboende lysstyrke på 10^22 ganger solens, eller rundt en trillion ganger hele energien til alle stjernene i Melkeveien kombinert over den korte perioden som GRB var på hvis jeg har tallene Ikke sant.”
Det kosmiske lysshowet markerer sannsynligvis den energiske døden til en massiv stjerne og dens påfølgende transformasjon til et svart hull. Den er uten sidestykke på noen bølgelengder delvis fordi den fant sted omtrent to milliarder lysår fra Jorden. Dette er objektivt sett en enorm avstand, men det er relativt nært for en GRB.
“Husk selvfølgelig at denne hendelsen er veldig ny, og det vil ta tid før vi har det fulle bildet, så dette er noe foreløpig,” sa Evans. “Men … det ser ut til å være en ‘lang GRB’, og disse er ganske godt forstått. Det som skjer er at en veldig massiv, raskt roterende stjerne når det punktet hvor kjernefysiske reaksjoner ikke lenger kan produsere nok energi til å bære vekten av stjernen. Sentrum av det kollapser og danner et nytt sort hull, og dette frigjør mye energi.»
“Dette fører til at noe av materialet som utgjør stjernen, skytes ut i smale “stråler” fra toppen og bunnen av stjernen – stråler av materiale som beveger seg med nesten lysets hastighet, fortsatte han. “Hvis en av disse jetflyene peker mot jorden, ser vi GRB. Så det er det som har skjedd her. Hvorfor denne er så lyssterk sammenlignet med andre er ennå ikke klart» selv om «en del av det er bare at den er i nærheten».
Swift, som har vært i bane rundt jorden siden 2004, oppdaget ikke det første utbruddet av GRB 221009A fordi planeten vår blokkerte den delen av himmelen. Men observatoriets Burst Alert Telescope (BAT) fanget opp de strålende ettervirkningene av eksplosjonen nesten en time senere, da nedfallet kom til syne.
“Dette er helt enestående – selve eksplosjonen varte bare i omtrent 5 minutter (som er ganske typisk for en GRB), men GRB-eksplosjoner etterfølges av en “etterglød” som vanligvis blekner relativt raskt,” sa Evans. “Vi har aldri før hatt en GRB der ettergløden var så sterk at den utløste BAT.”
GRB så ikke ut til å være veldig lyssterk ved optiske bølgelengder, men dette kan være et resultat av plasseringen på himmelen samt mangel på umiddelbare observasjoner med optiske instrumenter.
“På grunn av hvor denne GRB er, må vi se rett gjennom platen til Galaxy for å se den,” sa Evans. “Denne platen absorberer *mye* av det optiske lyset, så hvis den hadde vært på en ‘bedre’ bit av himmelen, ville den vært mye lysere.”
“Den andre tingen er at, så vidt jeg kan se, observerte ingen det med et optisk teleskop før etter at Swift hadde oppdaget det, så 55 minutter etter GRB (dette er fordi Fermi ikke gir veldig gode posisjoner av hvor en GRB er; Swift gjør det). Hvis folk hadde observert det da det først skjedde, ville jeg personlig ikke blitt overrasket om det hadde brutt alle optiske rekorder… Men siden de ikke gjorde det, kan vi ikke si at det gjorde det.»
Gitt dens imponerende lysstyrke og forbausende mulige opprinnelse, vil Evans og mange andre forskere følge med på utviklingen av GRB 221009A når den forsvinner inn i lys med lavere energi.
“Jeg tror det første trinnet er å sette sammen alle dataene som er samlet inn av alle instrumentene som observerte utbruddet og begynne å se på detaljene om hvordan denne hendelsen faktisk skjedde,” sa Santander. “Dette er til syvende og sist de mest energiske eksplosjonene i universet, så du ønsker å forstå hva slags objekt som kan produsere en slik hendelse, hva som drev dette ekstreme utslippet, hvilke typer partikler som akselereres og så videre.”
“Ikke bare det, fordi disse GRB-ene er så fjerne kan de brukes som en sonde for å studere egenskapene til det mellomliggende rommet, fra mengden lys som er igjen fra tidligere generasjoner av stjerner, til å studere støvskyer i galaksen vår og til og med tester av grunnleggende fysikk,” la han til. “Det vil bli skrevet mange artikler om dette utbruddet, det første trinnet er å sette sammen all informasjonen og forskjellige observatorier gir forskjellige perspektiver, slik at det vil bli mer informasjon etter hvert som analyser utføres og publiseres.”
All denne nye forskningen vil bidra til å forklare hvorfor fødselen av dette fjerne sorte hullet ga et så blendende kosmisk fyrverkeri, et spørsmål som kan åpne et vindu inn til de mest energiske fenomenene i kosmos.
“Nøkkelvitenskapen her er at vi ser på virkelig ekstrem fysikk – veldig sterk gravitasjon, store masser som beveger seg med veldig høy hastighet mens de er ekstremt varme – forhold du aldri kan skape i et laboratorium, så den eneste måten vi kan begynne å forstå dette på er gjennom å studere ekstreme astronomiske objekter som GRB-er,” konkluderte Evans. “Mange av de åpne spørsmålene er ganske detaljert fysikk (og jeg hevder ikke å forstå dem alle!), spesielt om hva som foregår inne i disse jetflyene – hvordan partikler akselereres, samhandler, utstråler energi og så videre. Og fordi denne hendelsen er så lyssterk, representerer den virkelig et fantastisk datasett å undersøke den fysikken med.»