Umierajúca hviezda navždy zmení náš pohľad na vesmír. Na ďaleké záblesky sme sa doteraz zle pozerali

Dvom odlišným vedeckým tímom sa v dvoch nezávislých štúdiách, ktoré sa zameriavali na tú istú astronomickú udalosť, podarilo dospieť k rovnako prekvapivým záverom. Udalosť s názvom GRB 200826A a jej dosvit s označením ZTF20abwysqy zrejme navždy zmení to, akým spôsobom sa pozeráme na jedny z najenergetickejších udalostí vo vesmíre. Na tému upozornil portál Sciencealert.

Gama záblesky a výtrysk plazmy

V roku 1998 sme detegovali veľmi vzácnu širokopásmovú supernovu SN 1998bw, o ktorej sa vedci nazdávajú, že je vôbec prvou supernovou spojenou so zábleskmi gama žiarenia. Niet sa čomu ani čudovať, išlo o nesmierne vzácny typ kolapsu hviezdy, ktorý poznáme pod názvom kolapsar alebo hypernova.

Teraz sa vedcom podarilo detegovať nový záblesk gama žiarenia, ktorý je zároveň najkratším zábleskom spojeným s kolapsarom, aký sme kedy mali možnosť zaznamenať. Pod pojmom záblesky gama žiarenia (GRB) rozumieme astronomický jav, pri ktorom sa za krátky čas uvoľní nesmierne množstvo energie v podobe gama žiarenia.

Astronómovia v závislosti od dĺžky trvania rozdeľujú GRB na krátkodobé a dlhodobé gama záblesky. Tie krátkodobé trvajú maximálne 2 sekundy a sú spájané s udalosťami ako je fúzia dvoch neutrónových hviezd, zatiaľ čo tie dlhodobé súvisia s kolapsom hmotných hviezd, upozorňuje NASA na svojom webe.

Predmetný záblesk s označením GRB 200826A je však niečím zvláštny. Napriek tomu, že sa jedná o krátkodobý záblesk, všetky indície naznačujú, že ho spôsobil kolaps hmotnej hviezdy.

NEPREHLIADNI
Od čias Veľkého tresku nezažil vesmír väčšiu explóziu, gama žiarienie z nej odhalilo unikátne dôkazy

Pod týmto kolapsom si môžeme predstaviť smrť hviezdy, ktorej hmotnosť presahovala až 30-násobok hmotnosti Slnka. Kolaps takýchto hmotných hviezd vedci označujú pojmom kolapsar alebo hypernova a jeho výsledkom je vznik čiernej diery.

Časť okolitého materiálu padajúceho do čiernej diery z nej uniká v podobe dvoch silných relativistických výtryskov plazmy. Tie z čiernej diery smerujú smerom von (každý výtrysk z opačnej strany) takmer rýchlosťou svetla, pričom ak jeden z týchto výtryskov smeruje k našej planéte, vedci ho dokážu zaregistrovať ako záblesk gama žiarenia.

GRB môže zmeniť náše chápanie vesmíru

GRB 200826A bol detegovaný prvýkrát ešte v auguste 2020 a považoval sa za krátky záblesk gama žiarenia,  ktorý však nie je spájaný so supernovami, ale s fúziami hviezd.

Teraz dva vedecké tímy publikovali v žurnále Nature Astronomy dve štúdie, jedna pod vedením Bin-bin Zhanga z čínskej Nanjing University (skúmali údaje gama žiarenia) a druhá pod vedením Tomása Ahumada, z Marylandskej univerzity v College Parku (skúmali doznievajúci viacvlnový dosah GRB a objavujúce sa svetlo po výbuchu hviezdy) dospeli k rovnakým a najmä prekvapivým záverom.

Napriek tomu, že GRB 200826A je považovaný za krátkodobý záblesk gama žiarenia (trval iba 0,65 sekundy), jeho existencia nie je spájaná s fúziou neutrónových hviezd, ale s kolapsom hmotnej hviezdy.

Ahumadov tím k tomu záveru dospel na základe detekcie slabého žiarenia s označením ZTF20abwysqy. Ukázalo sa, že toto rýchlo miznúce svetlo je v skutočnosti dosvit udalosti GRB 200826A. Dosvit GRB je možné pozorovať po ústupe počiatočného záblesku gama žiarenia avšak pri menších energetických vlnových dĺžkach.

Podľa Ahumadovho tímu nie je emisný profil tohto dosvitu v súlade s binárnym zlúčením, ale s výbuchom hviezdy. K rovnakému záveru nezávisle dospel aj tím astrofyzika Bin-bin Zhanga, avšak na základe analýzy samotného záblesku gama žiarenia GRB 200826A.

Podľa Zhanga vlastnosti ako spektrálne správanie, celková energia, či posun hostiteľskej galaxie tohto ostrého a krátkeho záblesku gama žiarenia nie je vôbec v súlade s vlastnosťami ostatných krátkodobých GRB.

„Tieto vlastnosti sa skôr podobajú vlastnostiam dlhých GRB. Tento záblesk potvrdzuje existenciu krátkodobých GRB, ktoré vznikli zrútením jadra“, cituje Zhanga portál ScienceAlert.

V ľudskej reči to znamená toľko, že aj explózie hviezd môžu viesť k vzniku krátkodobých zábleskov gama žiarenia.

Objasnili vedci vznik tažkých prkov vo vesmíre?

Ahumadov tím však ponúka aj iné veľmi zaujímavé zistenia. Vo svojich záveroch totiž naznačuje, že ak by čierna diera emitovala slabšie trysky, alebo ak by bola hviezda v čase svojho kolapsu oveľa väčšia, žiadne GRB by sme nemuseli pozorovať.

To znamená, že je vysokopravdepodobné, že „väčšina kolapsarov nedokáže produkovať ultra-relativistické trysky“, uvádza Ahumad. Uvedené má potenciál navždy zmeniť naše chápanie týchto extrémne energetických udalostí. Predpokladá sa totiž, že záblesky gama žiarenia sú úzko spojené s relativistickými tryskami plazmy, ktoré vypúšťa novovytvorená čierna diera.

Podľa Ahumadovej štúdie však krátke trvanie záblesku GRB 200826A naznačuje, že tieto relativistické prúdy sa nemuseli sformovať. Ďalej zistenia naznačujú, že mnohé udalosti o ktorých sme si na základe zábleskov gama žiarenia mysleli, že sú fúzie neutrónovych hviezd sú v skutočnosti hypernovy.

Ak sa tieto zistenia ukážu ako pravdivé, náš pohľad na vesmír sa môže do istej miery zmeniť. Znamenalo by totiž, že vo vesmíre je väčší počet kolapsarov ako sme si mysleli, čo by zároveň vysvetľovalo veľký počet ťažkých prvkov vo vesmíre.

Niektorí odborníci totiž považujú kolapsary za jeden z hlavných zdrojov ťažkých prvkov, problém však je, že množstvo ťažkých prvkov vysoko presahuje množstvo kolapsarov vo vesmíre. Ak sme sa však v ich detekcii až doposiaľ mýlili, mohlo by to kadečo vysvetlovať.

Čítajte viac z kategórie: Novinky