Astronómovia zaznamenali záhadný jav vo vesmíre. Po 27 dňoch sa stalo niečo nečakané
Astronómovia skúmali jednu z najzáhadnejších vesmírnych explózií posledných rokov a narazili na mimoriadny objav. Gama záblesk s označením GRB 220706A, zaznamenaný ešte v júli 2022, vykazoval nezvyčajnú aktivitu aj takmer mesiac po svojom vzniku. Kým pri podobných udalostiach sa dodatočné röntgenové vzplanutia objavujú spravidla počas prvých dní, v tomto prípade vedci identifikovali aktivitu približne 27 dní po pôvodnom záblesku. Výsledky naznačujú, že zdroj obrovskej explózie zostal aktívny oveľa dlhšie, než astronómovia očakávali.
Vesmír dokáže vytvárať explózie s energiou, ktorú si na Zemi len ťažko predstavíme. Medzi najvýkonnejšie známe udalosti patria gama záblesky, označované skratkou GRB. Ich vznik súvisí s extrémnymi procesmi, napríklad so zánikom veľmi hmotných hviezd. Nová vedecká analýza zverejnená na portáli arXiv sa zamerala na nezvyčajný gama záblesk GRB 220706A. Autori skúmali jeho neskorú röntgenovú aktivitu, ktorá výrazne prekračuje časové rozpätie pozorované pri podobných udalostiach. Výskum je zatiaľ dostupný ako predtlač a ešte neprešiel štandardným recenzným konaním.
Vesmírna explózia z roku 2022 prekvapila astronómov
Všetko sa začalo 6. júla 2022, keď astronomické prístroje zaznamenali gama záblesk s označením GRB 220706A.
Na prvý pohľad išlo o ďalšiu z udalostí, ktoré vedci pravidelne pozorujú pomocou vesmírnych observatórií.
Gama záblesky však nie sú obyčajné výbuchy.
Počas veľmi krátkeho času dokážu uvoľniť obrovské množstvo energie v podobe vysokoenergetického elektromagnetického žiarenia.
Niektoré trvajú iba zlomky sekundy, iné desiatky sekúnd alebo dlhšie.
Po úvodnom gama záblesku často nasleduje takzvaný dosvit, ktorý môžu astronómovia sledovať v röntgenovom, optickom či rádiovom pásme.
Práve následné pozorovania umožňujú lepšie pochopiť, čo sa pri explózii odohralo.
V prípade GRB 220706A však vedci odhalili niečo, čo sa výrazne odlišovalo od bežného správania týchto udalostí.
Zdroj záblesku vykazoval nezvyčajnú aktivitu aj približne 27 dní po pôvodnom výbuchu.
Tento objav vyvolal otázku, aký mechanizmus dokázal dodávať energiu tak dlho.
Po 27 dňoch prišlo prekvapenie. Zdroj bol stále aktívny
Najväčším prekvapením nebola samotná intenzita pôvodného gama záblesku.
Vedcov zaujala predovšetkým jeho mimoriadne neskorá röntgenová aktivita.
Röntgenové vzplanutia sa pri gama zábleskoch vyskytujú pomerne často.
Zvyčajne však prichádzajú krátko po úvodnej udalosti, keď je jej centrálny zdroj ešte aktívny.
Pri GRB 220706A astronómovia identifikovali röntgenovú aktivitu približne 27 dní po zaznamenaní gama záblesku.
To je nezvyčajne dlhý čas.
Astrofyzik Benjamin Gompertz z Birminghamskej univerzity vo Veľkej Británii vysvetľuje, že predchádzajúce podobné neskoré vzplanutia sa objavovali najviac približne šesť dní po pôvodnej udalosti.
Nový prípad tak predstavuje výrazné prekročenie doterajšieho pozorovaného časového rozpätia.
Je však dôležité zdôrazniť, že samotná explózia netrvala nepretržite 27 dní.
Úvodný gama záblesk bol podstatne kratší.
Približne 27 dní sa týka neskorej aktivity mechanizmu, ktorý záblesk poháňal a pravdepodobne dodával energiu ďalším röntgenovým vzplanutiam.
Práve táto neobvykle dlhá činnosť centrálneho zdroja robí udalosť takou výnimočnou.
Čo sú gama záblesky a prečo patria medzi najväčšie explózie vo vesmíre?
Gama záblesky predstavujú krátkodobé, mimoriadne intenzívne výrony vysokoenergetického žiarenia.
Patria medzi najenergetickejšie udalosti, ktoré astronómovia vo vesmíre pozorujú.
Vedci ich zvyčajne rozdeľujú podľa trvania úvodného gama žiarenia na krátke a dlhé.
Krátke gama záblesky často súvisia so splynutím kompaktných objektov, napríklad dvoch neutrónových hviezd.
Dlhé gama záblesky sa zasa často spájajú so zánikom veľmi hmotných hviezd.
Keď takejto hviezde dôjde palivo potrebné na udržiavanie jadrových reakcií, jej jadro sa môže gravitačne zrútiť.
Pri niektorých takýchto udalostiach vzniká čierna diera a extrémne rýchle prúdy častíc, označované ako relativistické výtrysky.
Ak jeden z výtryskov smeruje približne k Zemi, môžeme zaznamenať intenzívny gama záblesk.
Zánik hviezdy môže zároveň sprevádzať supernova.
Nie každý gama záblesk však vzniká rovnakým spôsobom a nie pri každom sa podarí jednoznačne identifikovať jeho zdroj.
GRB 220706A je výnimočný predovšetkým tým, ako dlho po úvodnom záblesku vykazoval známky aktivity.
Vedci preto skúmajú, či za ním stojí niektorý zo známych mechanizmov, alebo nezvyčajná kombinácia viacerých procesov.
Doterajší rekord bol približne šesť dní. Teraz vedci hovoria o 27
Pri bežných gama zábleskoch sa centrálne mechanizmy, ktoré dodávajú energiu následným vzplanutiam, prejavujú najmä v skorých fázach.
Röntgenové vzplanutia preto vedci zvyčajne zaznamenávajú počas prvých hodín alebo dní.
Doteraz pozorované mimoriadne neskoré prípady dosahovali približne šesť dní.
GRB 220706A však vykazoval podobnú aktivitu približne 27 dní po úvodnej udalosti.
Ide o viac než štvornásobok predchádzajúceho časového rekordu.
Takýto rozdiel nie je iba zaujímavým číslom.
Môže znamenať, že zdroj energie pracoval oveľa dlhšie, než umožňujú jednoduchšie modely vzniku gama zábleskov.
Astronómovia sa preto snažia pochopiť, odkiaľ mohla pochádzať energia potrebná na takúto dlhodobú aktivitu.
Jednou z možností je pokračujúce padanie hmoty do novovzniknutého kompaktného objektu.
Ďalšou hypotézou je vznik mimoriadne silne magnetizovanej neutrónovej hviezdy.
Práve magnetar patrí medzi najzaujímavejších kandidátov na vysvetlenie záhadného správania tohto záblesku.
Za záhadným javom môže byť magnetar
Magnetary patria medzi najextrémnejšie objekty vo vesmíre.
Sú to neutrónové hviezdy s mimoriadne silným magnetickým poľom.
Vznikajú pri niektorých kolapsoch hmotných hviezd a dokážu uchovávať obrovské množstvo energie.
Ak sa magnetar po svojom vzniku veľmi rýchlo otáča, môže postupne odovzdávať rotačnú energiu okolitému materiálu.
Tento proces by za určitých okolností mohol napájať dlhotrvajúce vysokoenergetické žiarenie.
Vedci preto uvažujú, či sa po explózii GRB 220706A nevytvoril práve takýto mimoriadne energetický objekt.
Podobná hypotéza sa objavila aj pri skúmaní iného výnimočného gama záblesku.
V roku 2011 astronómovia zaznamenali udalosť GRB 111209A, ktorá patrí medzi známe príklady ultradlhých gama zábleskov.
Súvisela s veľmi jasnou supernovou označovanou SN 2011kl.
Magnetar sa považuje za jedno z významných vysvetlení energetického zdroja tejto udalosti.
Podobnosť medzi pozorovanými javmi naznačuje, že magnetar by mohol zohrávať úlohu aj pri GRB 220706A.
Zatiaľ však nejde o potvrdené vysvetlenie.
Astronómovia potrebujú ďalšie pozorovania a podrobnejšie modelovanie, aby dokázali určiť skutočnú povahu centrálneho zdroja.
Mohla explózia pochádzať z hviezdy tisíckrát väčšej než Slnko?
Vedci zvažujú aj ďalšiu zaujímavú možnosť.
Zdrojom výnimočného gama záblesku mohla byť veľmi hmotná a rozmerná hviezda, ktorej vonkajšie vrstvy siahali do obrovskej vzdialenosti od jadra.
Jedným z diskutovaných kandidátov je modrý veľobor s polomerom približne tisíckrát väčším než polomer Slnka.
Takáto hviezda by mala mimoriadne rozsiahlu obálku.
Pri jej kolapse by sa hmota mohla postupne presúvať smerom k centrálnemu objektu a dodávať mu energiu dlhší čas.
To by potenciálne mohlo vysvetľovať nezvyčajne dlhú aktivitu pozorovanú po gama záblesku.
Presný scenár však zostáva predmetom výskumu.
Samotná veľkosť hviezdy totiž nestačí na vysvetlenie všetkých vlastností zaznamenaného žiarenia.
Dôležitá je aj štruktúra hviezdy, množstvo dostupnej hmoty, jej rotácia a fyzikálne procesy prebiehajúce pri kolapse.
Astronómovia preto zatiaľ nedokážu rozhodnúť, či za udalosťou stojí magnetar, pokračujúce padanie hmoty alebo iný mechanizmus.
Vedci skúmali aj mimoriadne jasnú supernovu
Ďalšou dôležitou stopou pri skúmaní GRB 220706A je súvislosť so supernovou.
Supernova vzniká pri katastrofickom zániku niektorých hviezd a môže na určitý čas mimoriadne výrazne zvýšiť ich jasnosť.
Pri dlhých gama zábleskoch sa astronómom v niektorých prípadoch podarilo identifikovať aj sprievodnú supernovu.
V prípade GRB 220706A vedci skúmali nezvyčajne jasný jav, ktorý môže súvisieť so zánikom hmotnej hviezdy.
Jeho vlastnosti pripomínajú niektoré predchádzajúce výnimočné udalosti.
To podporuje úvahy o tom, že pri explózii mohol vzniknúť mimoriadne energetický centrálny objekt.
Samotná prítomnosť jasnej supernovy však ešte nevysvetľuje, prečo sa röntgenová aktivita objavila tak neskoro.
Práve spojenie týchto vlastností robí GRB 220706A mimoriadne zaujímavým predmetom výskumu.
Vedci musia nájsť model, ktorý dokáže vysvetliť nielen úvodný gama záblesk, ale aj následné röntgenové vzplanutia a pozorované optické žiarenie.
Prečo je objav dôležitý pre pochopenie zániku hviezd?
Gama záblesky poskytujú astronómom jedinečnú príležitosť skúmať fyzikálne procesy, ktoré nemožno napodobniť v pozemských laboratóriách.
Pri ich vzniku sa stretávajú extrémna gravitácia, obrovské magnetické polia a veľmi vysoké energie.
Pozorovanie neskorých röntgenových vzplanutí môže odhaliť, ako dlho zostáva centrálny zdroj po explózii aktívny.
GRB 220706A naznačuje, že niektoré hviezdne kolapsy môžu poháňať vysokoenergetické procesy oveľa dlhšie, než sa doteraz pozorovalo.
Takéto zistenie môže pomôcť spresniť modely vzniku čiernych dier a neutrónových hviezd.
Môže tiež prispieť k lepšiemu pochopeniu toho, ako sa energia prenáša z centrálneho objektu do okolitého materiálu.
Výskum má význam aj pre budúce vesmírne observatóriá.
Ak sa podobné udalosti ukážu ako častejšie, než sa dnes predpokladá, astronómovia možno budú musieť venovať väčšiu pozornosť dlhodobému sledovaniu gama zábleskov.
Práve neskoré pozorovania totiž môžu odhaliť vlastnosti, ktoré by pri krátkodobom monitorovaní zostali nepovšimnuté.
Záhada z roku 2022 dostáva nové vysvetlenie
Hoci bol GRB 220706A zaznamenaný už v júli 2022, jeho mimoriadne vlastnosti sa stali predmetom novej podrobnej analýzy.
Vedci dnes upozorňujú na približne 27-dňovú aktivitu centrálneho zdroja, ktorá výrazne prekračuje doterajšie pozorované prípady.
Nejde teda o novú explóziu z roku 2026 ani o výbuch, ktorý by nepretržite trval takmer mesiac.
Novým objavom je rozpoznanie neobvykle dlhotrvajúceho procesu po pôvodnom gama záblesku.
Astronómovia zatiaľ nevedia s istotou povedať, čo tento proces poháňalo.
Medzi hlavnými možnosťami zostáva magnetar alebo dlhodobé dodávanie hmoty do centrálneho objektu po kolapse veľmi hmotnej hviezdy.
Odpoveď môžu priniesť ďalšie pozorovania podobných udalostí a presnejšie teoretické modely.
Výskum zároveň ukazuje, že aj niekoľko rokov staré astronomické údaje môžu skrývať prekvapenia.
Vesmírna explózia, ktorá sa na prvý pohľad skončila v priebehu krátkeho okamihu, totiž môže odhaľovať svoje tajomstvá ešte celé týždne po tom, ako ju astronómovia prvýkrát zaznamenali.
