U oktobru 2022. godine, istraživanja koja prate nebo u potrazi za eksplozijama u svemiru počele su da idu kao žaba u čarapi.
Razlog? Nešto udaljeno 2,4 milijarde svetlosnih godina izbacilo je najveći rafal gama zračenja ikada zabeležen. Događaj, GRB 221009A, dostigao je rekordnih 18 teraelektronvolti i bio je toliko snažan da je uzdrmao spoljašnju atmosferu Zemlje.
Događaj, nazvan BROD (za Najsjajniji svih vremena), kasnije smo utvrdili da je rođenje crne rupe od nasilne smrti masivne zvezde.
Sada je nova analiza evoluirajuće svetlosti otkrila zamršenost ove eksplozije i otkrila da je, uprkos svom besu gama zraka, ČAMAC zapravo bio iznenađujuće običan, što nije nešto što smo očekivali.
„Nije ništa svetlija od prethodnih supernova“, kaže astrofizičar Peter Blanchard sa Univerziteta Northvestern u SAD.
„Izgleda prilično normalno u kontekstu drugih supernova povezanih sa manje energetskim rafalima gama zraka (GRB). Možete očekivati da će ista zvezda u kolapsu koja proizvodi veoma energičan i svetao GRB takođe proizvesti veoma energičnu i sjajnu supernovu. Ali to Ispostavilo se da to nije slučaj. Imamo ovaj izuzetno blistav GRB, već normalnu supernovu.
Rafali gama zraka su najsnažnije eksplozije viđene u kosmosu. Oni su, kao što ime sugeriše, rafali gama zračenja – najenergičnije svetlosti u Univerzumu – koji mogu da eruptiraju za 10 sekundi sa toliko energije koliko će Sunce emitovati za 10 milijardi godina.
Znamo za najmanje dva glavna događaja koji mogu da stvore GRB: formiranje crne rupe kada masivna zvezda postane supernova, ili hipernova koja prati spajanje dve neutronske zvezde.
Takođe se smatra da su vrste novih koje proizvode gama-zrake odgovorne za proizvodnju teških elemenata u Univerzumu. Stvar je u tome što teški elementi jednostavno nisu postojali dok ih zvezde nisu napravile.
Zvezde se uglavnom formiraju iz gasa vodonika koji je u izobilju u Univerzumu, ali razbijaju atomska jezgra u svojim jezgrima da bi stvorili teže elemente. Ovo je vrhunac kod gvožđa, jer fuzija atoma gvožđa usisava više energije nego što generiše.
Elementi teži od gvožđa, međutim, mogu da se formiraju u nasilnim mukama džinovske kosmičke eksplozije. I videli smo! Nakon sudara neutronskih zvezda, naučnici su uočili elemente preteške da bi se formirali fuzijom jezgra.
Ali ima mnogo toga što ne znamo. Ako možemo da suzimo koje eksplozije će najverovatnije proizvesti ove elemente, imaćemo novi alat za razumevanje ne samo kako Univerzum pravi stvari, već i koliko su česte takve eksplozije.
Dakle, prirodno, Blanchard i njegove kolege su hteli da pogledaju GRB 221009A da vide da li postoje tragovi teških elemenata u svetlosti koju emituje.
Ali morali su da čekaju. Eksplozija je bila toliko jaka da je u suštini zaslepila naše instrumente.
„GRB je bio toliko svetao da je zaklonio svaki potencijalni potpis supernove u prvim nedeljama i mesecima nakon praska“, objašnjava Blanšar.
„U tim vremenima, takozvani naknadni sjaj GRB-a bio je kao farovi automobila koji idu pravo na vas, sprečavajući vas da vidite sam automobil. Dakle, morali smo da čekamo da značajno izbledi da bismo imali priliku da videti supernovu.“
Tek oko šest meseci nakon što smo prvi put videli eksploziju, istraživači su mogli da koriste svemirski teleskop Džejms Veb da pogledaju svetlost u infracrvenim talasnim dužinama. Tako su mogli da utvrde da je sama supernova bila relativno normalna. Razlog zašto je bio tako svetao je verovatno zato što je mlaz gama-zraka bio usmeren pravo na Zemlju.
Istraživači su zatim kombinovali JVST podatke sa radio zapažanjima iz Atacama velikog milimetarskog/submilimetarskog niza da bi potražili specifične opsege talasnih dužina u skladu sa prisustvom teških elemenata. Međutim, dok su pronašli stvari poput kalcijuma i kiseonika, koji su prilično standardni u supernovama, nije bilo znakova proizvodnje teških elemenata.
Sada, brzina kojom se neutronske zvezde spajaju nije dovoljna da generiše količinu teškog materijala koju vidimo u Univerzumu. Očekivalo se da će džinovske eksplozije poput GRB 221009A doprineti tome, ali nedostatak teških elemenata sugeriše da smo pogrešili u tome.
Zato moramo da pogledamo druge potencijalne izvore da vidimo da li možemo da identifikujemo krivca, kažu istraživači.
„Nismo videli potpise ovih teških elemenata, što sugeriše da izuzetno energični GRB kao što je BOAT ne proizvode ove elemente“, kaže Blanšar.
„To ne znači da ih svi GRB-ovi ne proizvode, ali to je ključna informacija dok nastavljamo da razumemo odakle dolaze ovi teški elementi. Buduća zapažanja sa JVST-om će odrediti da li ‘normalni’ rođaci BOAT-a proizvode ove elemente.“
