Nowo odkryty rozbłysk gamma może odmienić to, co wiemy o Wszechświecie

W kwietniu 1998 roku do Ziemi dotarło światło, które zostało wyemitowane przez umierającą gwiazdę oddaloną od nas o 120 milionów lat świetlnych. W wyniku śmierci tej gwiazdy powstała SN 1998bw – pierwsza poznana hipernowa (kolapsar), czyli bardzo rzadki typ supernowej. Była to też pierwsza supernowa związana z rozbłyskiem gamma. Teraz astronomowie wykryli zupełnie nowy rozbłysk gamma i ze wszystkich, które wykryto dotychczas jest to najkrótszy, który towarzyszył kolapsarowi.

Efekt wybuchu masywnej gwiazdy

GRB 200826A, bo tak brzmi nazwa nowo zarejestrowanego rozbłysku, może odmienić to, co wiemy na temat tego typu zdarzeń. Początkowo myślano bowiem, że jego pochodzenie jest zupełnie inne.

„Nasze dane z obserwacji panchromatycznych potwierdzają, że źródłem rozbłysku jest kolapsar”, piszą autorzy pracy poświęconej zjawisku. „GRB 200826A to najkrótszy rozbłysk długiego miękkiego promieniowania gamma wykryty wraz z powiązanym z nim kolapsarem.”

Uważa się, że kolapsary, znane również jako hipernowe, są wynikiem śmierci masywnej gwiazdy (o masie co najmniej 30 Słońc), w której na skutek ustania reakcji termojąrowych doszło do zapadnięcia się jądra. To jedne z najbardziej energetycznych supernowych we Wszechświecie. Są on jednym ze źródeł błysków gamma, a konkretnie długich błysków gamma.

O mały włos

Co ciekawe, początkowo uważano, że wykryty w sierpniu 2020 roku rozbłysk GRB 200826A był nie długim, a krótkim rozbłyskiem gamma. Krótkie rozbłyski gamma są emitowane na przykład po połączeniu się członków układów podwójnych, takich jak dwie gwiazdy neutronowe. Dlatego też myślano, że właśnie coś takiego było źródłem GRB 200826A.

Mało brakowało, a stan wiedzy na temat GRB 200826A by się nie zmienił, gdyby nie autorzy pracy poświęconej rozbłyskowi, którzy odkryli inny, przejściowy i szybko zanikający rozbłysk – ZTF20abwysqy. Jak badacze potwierdzili, rozbłysk ten był w istocie poświatą GRB 200826A. Na dodatek, jego profil emisji był zgodny nie z połączeniem się obiektów układu podwójnego a z wybuchem supernowej.

Odkrycie GRB 200826A i ZTF20abwysqy potwierdza, że w wyniku wybuchu kolapsarów mogą powstawać krótkie rozbłyski gamma. To z kolei oznacza, że te energetyczne eksplozje mogą przebiegać nie tylko tak, jak dotychczas sądzono.

Okrycie, które wiele zmienia

Uważa się, że rozbłyski gamma mają związek z relatywistycznymi dżetami, to jest dżetami plazmy wystrzeliwanymi ze znacznym procentem prędkości światła w próżni. Podczas wybuchu hipernowej jądro gwiazdy zapada się bezpośrednio do stadium czarnej dziury, a jeśli ta gwiazda szybko rotowała, wzdłuż jej osi rotacji powstają właśnie wspomniane dżety.

Jak wskazują badacze, krótki czas trwania rozbłysku powstałego w wyniku wybuchu supernowej sugeruje, że dżety, emitujące promieniowanie gamma, mogły się nie uformować lub nie były w stanie uwolnić się z materii otaczającej zapadniętą gwiazdę. Ponadto odkrycie sugeruje, że wiele zdarzeń sklasyfikowanych jako krótkie rozbłyski gamma mogły być błędnie oznaczonymi długimi rozbłyskami gamma. Rozbłyski te także mogły zatem powstać podczas wybuchów hipernowych. Czyżby hipernowe nie były tak rzadkie, jak się zdawało?

Wszystko to jest niezwykle interesujące, bowiem uważa się, że hipernowe są jednym z głównych źródeł ciężkich pierwiastków we Wszechświecie. Pochodzenie tych pierwiastków jest czymś w rodzaju zagadki, którą nowe odkrycie może pomóc rozwiązać.

Źródło: Nature, fot. tyt. Canva