Deje sa to raz za 10 000 rokov. Ak sa táto teória potvrdí, ľudstvo konečne objaví temnú hmotu

V októbri 2022 vedci zachytili výbuch umierajúcej hviezdy vzdialenej 2,4 miliardy svetelných rokov, ktorý sa stal najjasnejším zaznamenaným výbuchom v histórii. Tento jav, pomenovaný GRB 221009A, bol taký intenzívny, že dostal prezývku „BOAT“, teda najjasnejší všetkých čias (Brightest Of All Time).

Ako jadro hviezdy skolabovalo do čiernej diery, z hviezdy vytryskol gama záblesk s energiou dosahujúcou až 18 teraelektrónvoltov. Gama záblesky patria k najjasnejším výbuchom, aké vesmír dokáže vytvoriť, no tento konkrétny výbuch prekonal všetky doterajšie rekordy. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Záhada energie gama zábleskov

Hoci tento záblesk zaznamenalo množstvo satelitov, počas špičky bol natoľko jasný, že ho satelity za stovky miliónov nedokázali zmerať. Podarilo sa ho však zaznamenať napríklad slovenskej družici GRBAlpha, za ktorého konštrukciou stojí spoločnosť Spacemanic. Táto miniatúrna družica zvládla heroický čin vďaka malým a technicky inovatívnym detektorom, ktoré dokázali zmerať aj tú najvyššiu jasnosť GRB 221009A.

Hoci pôvodné predpoklady uvádzali, že tento záblesk je natoľko jasný, že sa objaví len raz za 1000 rokov, podľa novších zistení a výpočtov je dokonca ešte vzácnejší. Zdá sa totiž, že k podobným udalostiam dochádza len raz za 10 000 rokov.

Tento rekordný výbuch však sprevádzajú otázniky. Podľa tímu astrofyzikov vedeného Giorgiom Galantim z talianskeho Národného inštitútu pre astrofyziku (INAF) niečo nesedí. Teoretické modely vesmíru totiž naznačujú, že fotóny s energiami vyššími ako 10 teraelektrónvoltov by sa mali vďaka interakciám s tzv. extragalaktickým pozadím svetla (faint light) medzi galaxiami absorbovať.

Vzdialenosť 2,4 miliardy svetelných rokov by mala postačovať na to, aby tieto vysokoenergetické fotóny nedorazili k nám. Napriek tomu boli v dátach z observatória LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) detegované fotóny až do 18 teraelektrónvoltov.

Možné vysvetlenie záhady

Riešením tejto záhady by mohli byť axiónom podobné častice (ALPs -axion-like particles). Tieto hypotetické častice, predpovedané teóriou strún, sú jednými z hlavných kandidátov na temnú hmotu, ktorá tvorí približne 85 % hmotnosti vesmíru. Podľa novej analýzy môžu tieto axiónom podobne častice vysvetliť, prečo sa tieto vysokoenergetické fotóny dokázali dostať k nám.

Midjourney/Úprava redakcie

„Ukazujeme, že problém sa vyrieši, ak zohľadníme interakciu fotónov s časticami podobnými axiónom,“ píše tím vo svojej štúdii publikovanej na preprintovom serveri arXiv.

ALPs by mohli v intergalaktickom priestore v prítomnosti magnetických polí spolu s fotónmi vytvárať oscilácie. Oscilácie by následne mohli znížiť absorpciu vysokoenergetických fotónov extragalaktickým pozadím svetla, čím by sa vesmír stal transparentnejším pre tieto častice.

Prelom v pátraní po temnej hmote?

Temná hmota je jednou z najväčších záhad moderného astrofyzikálneho výskumu. Vieme, že existuje, pretože gravitačný účinok vo vesmíre je omnoho väčší, ako by sme očakávali len z prítomnosti bežnej hmoty, ako sú hviezdy, planéty a plyn. Axióny sú jedným z najperspektívnejších kandidátov na vysvetlenie tejto záhady, pretože sa správajú podobne ako neutrína a len veľmi slabo interagujú s normálnou hmotou.

Flickr

Predchádzajúce výskumy Giorgia Galantiho a jeho tímu už naznačili prítomnosť axiónov vo svetle vzdialených blazarov. GRB 221009A však ponúka novú príležitosť na ich skúmanie. Ak ich teória o osciláciách fotónov a ALPs obstojí, detekcia fotónov s energiou 18 teraelektrónvoltov môže predstavovať prvý nepriamy dôkaz existencie ALPs. Hoci táto hypotéza prináša vzrušujúce možnosti, bude potrebné vykonať ďalší výskum.

Čítajte viac z kategórie: Novinky