A kutatók szerint a több mint 300 másodpercig tartó gammavillanásban egy frissen született fekete lyuk sírt fel, amely annak köszönhette életét, hogy egy nagy tömegű, gyorsan forgó csillag magja a saját súlya alatt összeomlott. Az extrém gammavillanást a CSFK Csillagászati Intézetének kutatói közreműködésével létrehozott GRBAlpha kisműhold is megfigyelte. Erről itt írtunk korábban.

Egy fekete lyuk gammasugárzásának terjedése. (Forrás: NASA’s Goddard Space Flight Center)

2022. október 9-én egy erőteljes gammavillanás sugárzása érte el a Naprendszert, túlterhelve számos műhold gammasugár-érzékelőjét, és arra késztetve a csillagászokat, hogy a világ legnagyobb távcsöveivel figyeljék meg az eseményt.

Az új forrás, amelyet a felfedezés dátuma alapján GRB 221009A jelzéssel láttak el, a valaha észlelt legnagyobb gammasugár-kitörés (GRB) volt.

A The Astrophysical Journal Letters című lap a GRB 221009A átfogó vizsgálatairól számol be a témában megjelent cikkeiben. A kutatók rádiótartománytól a gammasugárzás hullámhosszáig végeztek vizsgálatokat, beleértve a fontos milliméteres hullámhossz-tartományt is, amit a hawaii SMA-val (szubmilliméteres tartományban érzékeny távcsőrendszerrel) rögzítettek. A cikk új fényt vet az extrém kozmikus robbanásokat több évtizede övező rejtélyére.

A GRB 221009A jelű gammavillanás több mint 300 másodpercig tartott. A csillagászok szerint ezek a hosszan tartó GRB-k fekete lyukak születésével járnak együtt. Egy nagy tömegű és gyorsan forgó csillag magjának összeomlásakor megszülető fekete lyuk erőteljes, közel fénysebességű plazmasugarat bocsát ki, ami áthatolva az összeomló csillagon gammatartományban sugároz.

Miután a GRB 221009A minden idők legfényesebb kitörése, izgalmas kérdés, hogy mi történhet az első gammasugarak kibocsátása után. „Ahogy a sugarak behatolnak a haldokló csillagot körülvevő gázba, erős utófénylést idéznek elő a teljes spektrumban.” – mondja Tanmoy Laskar (University of Utah), a tanulmány vezető szerzője. ”Az utófénylés viszonylag gyorsan elhalványul, ami azt jelenti, hogy fürgének kell lennünk, ha meg akarjuk figyelni, mielőtt a titkaival együtt végleg eltűnik.”

Nemzetközi kampány indult, amelynek keretében a kutatók a világ legjobb rádió- és milliméteres hullámhosszon érzékeny távcsöveivel vizsgálták az utófénylést. Edo Berger és Yvette Cendes csillagászok az SMA-val gyűjtöttek gyorsan adatokat.

„Ez a rendkívül fényes kitörés egyedülálló lehetőséget adott, hogy részletesen megvizsgáljuk egy utófénylés viselkedését és fejlődését – ezt semmiképpen sem akartuk elszalasztani!” – mondja Edo Berger (Harvardi). „Több mint húsz éve tanulmányozom ezeket az eseményeket, és ez most pontosan olyan izgalmas volt, mint a legelső GRB, amit megfigyelhettünk.”

„Gyors reagálási idejének köszönhetően SMA-t hamar ráállíthattuk a GRB 221009A-ra.” – mondja az SMA kutatója, Garrett Keating. „A csapat izgatottan nézte a GRB erőteljes utófénylését, amit még 10 napon keresztül megfigyelhettünk, miközben halványodott.”

Miután az eredményeket összevetették más távcsövek adataival, a csillagászok összezavarodtak: a forrás ugyanis a milliméteres és rádiótartományban sokkal fényesebb volt, mint azt a látható és a röntgentartományban rögzített adatok alapján várták.

„Még talán sosem gyűjtöttünk ilyen részletes adatokat, és egyértelmű, hogy a milliméteres és rádió hullámhosszú adatok nem felelnek meg a várakozásoknak.” – mondja Yvette Cendes. „Korábban néhány gammavillanás már produkált rövid jelet a milliméteres és rádiótartományban, amiről azt gondolják, hogy a lökéshullámtól származik magában az anyagsugárban, de a GRB 221009A esetében mást látunk.”

„Valószínűleg egy teljesen új mechanizmust fedeztünk fel, amely az extra milliméteres és rádióhullámok kibocsátásáért felelős.” – teszi hozzá. Cendes szerint az egyik lehetőség, hogy a GRB 221009A erőteljes anyagsugara sokkal összetettebb, mint a többi gyors rádiókitörésé. „Lehet, hogy a látható és röntgensugárzást az anyagsugár egy része bocsátja ki, míg a korai milliméteres és rádióhullámokat az anyagsugár egy másik komponense kelti.”

„Szerencsére az utófénylés annyira erőteljes, hogy még hónapokig vagy akár évekig is folytathatjuk a rádióemisszió vizsgálatát.” – teszi hozzá Berger. „A sokkal hosszabb megfigyelési idővel talán megfejthetjük a korai többletsugárzás rejtélyét.”

Függetlenül attól, hogy milyen tulajdonságokkal bír ez a bizonyos gammavillanás, fontos új lehetőség a csillagászok számára a hasonló eseményekre történő gyors reagálás milliméteres teleszkópokkal. „A legfőbb lecke, amit ebből a GRB-ből tanultunk, az, hogy az SMA-hoz hasonló gyors reagálású, rádió- és milliméteres hullámhosszokon érzékeny teleszkópok nélkül lecsúsznánk a Világegyetem legkülönlegesebb robbanásainak felfedezéséről.” – mondja Berger. „Sosem tudhatjuk előre, hogy mikor következik be egy ilyen esemény, ezért olyan gyorsan kell tudnunk reagálni, ahogy csak lehetséges, ha előnyt akarunk kovácsolni a kozmosz eme ajándékaiból.”

Forrás: Harvard & Smithsonian