Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin. Naukowcy są zaskoczeni

Sygnał z głębokiego kosmosu trwał nie sekundy, lecz całe godziny, całkowicie burząc podręcznikowe wyobrażenia astronomów o takich zjawiskach.

W lecie 2025 roku kosmiczny teleskop Fermi zarejestrował eksplozję promieniowania gamma, która kompletnie nie pasowała do znanych scenariuszy. Trwała około siedmiu godzin, miała kilka wyraźnych „uderzeń”, a jej blask w innych zakresach widma żarzył się jeszcze przez wiele miesięcy. Teraz dwa niezależne zespoły badaczy proponują różne wyjaśnienia tego kosmicznego fenomenu.

Siedem godzin zamiast sekund: sygnał, który łamie zasady

2 lipca 2025 roku detektory promieniowania gamma na pokładzie teleskopu Fermi zarejestrowały wyjątkowo długą i energetyczną eksplozję. Zjawisko otrzymało oznaczenie GRB 250702B. Tego typu rozbłyski zwykle trwają ułamek sekundy, czasem kilka sekund, rzadziej minuty. Tutaj mowa o około siedmiu godzinach aktywności.

Rejestracja pokazała trzy wyraźne maksima jasności w promieniach gamma oraz długotrwałą poświatę w kolejnych miesiącach. Takiej kombinacji długości trwania, struktury i energii jeszcze nie notowano. Część astronomów wręcz mówi, że to zjawisko „nie czytało instrukcji” dotyczącej tego, jak powinien zachowywać się klasyczny rozbłysk gamma.

Przeczytaj również: Do 20 marca 2026 dwa znaki zodiaku wywrócą swoje życie do góry nogami

GRB 250702B trwał około 1000 razy dłużej, niż przewiduje standardowy scenariusz dla typowej eksplozji promieni gamma.

Początkowo część ekspertów zakładała, że źródło sygnału znajduje się stosunkowo blisko, gdzieś w naszej Drodze Mlecznej. Dane z naziemnego Very Large Telescope i kosmicznego teleskopu Jamesa Webba (Webb) szybko tę hipotezę obaliły. Analiza widma wskazała, że rozbłysk pochodzi z galaktyki oddalonej o około 8 miliardów lat świetlnych. Patrzymy więc bardzo daleko w przeszłość kosmosu.

Dwie rywalizujące interpretacje jednego kosmicznego fenomenu

Źródło tak nietypowej eksplozji od początku budziło spory. Dziś na stole leżą dwie główne hipotezy, poparte niezależnymi obserwacjami i obliczeniami. Oba scenariusze wiążą się z ekstremalnymi zjawiskami: zderzeniami galaktyk oraz pożeraniem gwiazdy przez czarne dziury.

Przeczytaj również: Malownicza perełka Bretanii, w której turyści zakochują się od razu

Hipoteza pierwsza: gigantyczna, chaotyczna galaktyka w trakcie zderzenia

Pierwszy zespół astronomów skupił się na otoczeniu, z którego przyszedł sygnał. Wykorzystano między innymi infraczerwone teleskopy Magellan i Keck, które są w stanie „zajrzeć” przez gęste warstwy kosmicznego pyłu. Obserwacje odsłoniły ogromną, dotąd ukrytą galaktykę o masie szacowanej na ponad 40 miliardów mas Słońca.

Dane z Webba pokazały, że ta galaktyka jest wyraźnie zniekształcona i pełna zaburzeń. Struktura ramion, rozkład gazu i pyłu wskazują, że może to być układ dwóch scalających się galaktyk. Taki kosmiczny „karambol” tworzy ekstremalne warunki: eksplozje powstawania nowych gwiazd, gwałtowne ruchy materii i częste zderzenia obiektów kompaktowych.

Przeczytaj również: Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin. Astronomowie mają dwie zaskakujące hipotezy

Chaotyczne środowisko łączących się galaktyk wydaje się idealnym miejscem dla bardzo rzadkich, ultradługich rozbłysków gamma.

Według tej grupy badaczy GRB 250702B mógł być skutkiem jednego z kilku scenariuszy:

• niezwykłego zapadnięcia się masywnej gwiazdy w warunkach silnego chaosu grawitacyjnego,
• zderzenia gwiazdy z czarną dziurą o specjalnych parametrach,
• rozerwania gwiazdy przez bardzo gęsty obiekt, np. czarną dziurę lub gwiazdę neutronową.

W każdym z tych wariantów kluczowe są warunki panujące w scalającej się galaktyce: ogromne ilości gazu, wstrząsy grawitacyjne i liczne masywne gwiazdy na niestabilnych orbitach. To wszystko sprzyja rzadkim i gwałtownym procesom, które mogą uwolnić energię przewyższającą całkowitą emisję naszej gwiazdy w całym jej życiu.

Hipoteza druga: „zabójca w średniej wadze”, czyli czarna dziura pożerająca gwiazdę

Drugi zespół poszedł w innym kierunku. Według tych badaczy GRB 250702B może być pierwszym tak wyraźnym przykładem działania czarnej dziury o pośredniej masie, która rozrywa gwiazdę podobną do Słońca. Dotąd astronomowie znajdowali głównie dwa typy czarnych dziur: stosunkowo małe (kilka–kilkadziesiąt mas Słońca) oraz supermasywne, kryjące się w centrach galaktyk i ważące miliony lub miliardy razy więcej niż Słońce.

Modele fizyczne przewidują jeszcze „środkową klasę”, z masą od tysięcy do setek tysięcy Słońc. Takie obiekty są jednak trudne do wykrycia, bo zwykle nie świecą same z siebie, a ich wpływ na otoczenie bywa subtelny. GRB 250702B może być momentem, gdy taki obiekt dał o sobie znać w spektakularny sposób.

Według tego scenariusza w odległej galaktyce, z dala od jej centrum, znajduje się czarna dziura o masie około 6500 Słońc. W jej sąsiedztwo wpadła gwiazda mniej więcej podobna do naszego Słońca. Obiekt nie został pochłonięty od razu. Zamiast tego zaczął krążyć po wydłużonej orbicie, a przy każdym zbliżeniu czarna dziura zrywała z gwiazdy kolejne warstwy materii.

To stopniowe rozrywanie gwiazdy prowadziło do serii silnych wybuchów promieniowania gamma. Teleskop Fermi zarejestrował je jako wielogodzinne zjawisko z kilkoma wyraźnymi pikami. Jeżeli wyliczenia się potwierdzą, będziemy mieć do czynienia z pierwszą sytuacją, w której pośrednia czarna dziura tak wyraźnie ujawniła swoją obecność, „przegryzając się” przez gwiazdę krok po kroku.

Zespół sugeruje, że GRB 250702B może być długo poszukiwanym sygnałem potwierdzającym realne istnienie czarnych dziur średniej wielkości.

Co wiemy na pewno, a co nadal budzi wątpliwości

Oba zespoły zgadzają się co do kilku kluczowych faktów. Zjawisko pochodzi z bardzo odległej, masywnej galaktyki, której struktura wyraźnie wskazuje na niedawne lub trwające połączenie dwóch układów. Eksplozja nie nastąpiła w samym centrum, gdzie zwykle znajduje się supermasywna czarna dziura, lecz na obrzeżach galaktyki. To przemawia za tym, że „głównym aktorem” nie był typowy gigant z jądra galaktyki.

GRB 250702B wyróżnia się przede wszystkim czasem trwania oraz kształtem krzywej jasności. Ta kombinacja parametrów wymaga skrajnego, długotrwałego zasilania energią. Zarówno niestandardowe zapadnięcie się gwiazdy w burzliwym środowisku, jak i wieloetapowe rozerwanie gwiazdy przez pośrednią czarną dziurę mogą taki efekt zapewnić.

Różnice między hipotezami wynikają z interpretacji szczegółów widma, jasności w różnych zakresach fal oraz modeli numerycznych. Obie prace opublikowano w recenzowanych pismach naukowych: jedna trafiła do The Astrophysical Journal Letters, druga do Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Debata w środowisku naukowym dopiero się rozkręca, bo tego typu dane wymagają czasochłonnych analiz.

Dlaczego jeden rozbłysk ma tak duże znaczenie

Pojedyncze, skrajne zjawisko może wymusić poprawki w istniejących modelach kosmosu. Jeśli okaże się, że GRB 250702B rzeczywiście pochodzi od czarnej dziury pośredniej masy, wzmocni to przekonanie, że takie obiekty są ważnym etapem w „karierze” czarnych dziur. Być może to z nich w długiej skali czasowej wyrastają supermasywne potwory z centrów galaktyk.

Jeśli więcej danych poprze z kolei scenariusz związany z łączeniem galaktyk, zjawisko stanie się silnym argumentem, że najbardziej gwałtowne procesy w kosmosie rodzą się właśnie w trakcie takich kosmicznych zderzeń. To może zmienić sposób, w jaki patrzymy na rozwój galaktyk i ich wpływ na otoczenie w skali miliardów lat.

Dla nas, mieszkańców niewielkiej planety w jednym ze spiralnych ramion przeciętnej galaktyki, takie wydarzenia pełnią jeszcze inną rolę. Zmuszają do aktualizacji intuicji. Pokazują, że kosmos wciąż potrafi zaskoczyć, mimo setek tysięcy zarejestrowanych zjawisk. Astronomowie coraz częściej muszą przygotowywać się na „niepasujące” dane, bo nowe instrumenty – od Fermi po Webba – widzą więcej i dokładniej niż kiedykolwiek.

Przy okazji takich badań warto wyjaśnić dwa kluczowe pojęcia. „Promieniowanie gamma” to najbardziej energetyczna forma światła, powstająca w procesach jądrowych i ekstremalnych zjawiskach kosmicznych. Nawet krótkotrwały rozbłysk może w kilka sekund wyemitować tyle energii, ile Słońce wypromieniuje przez miliardy lat. „Czarna dziura” nie jest dosłownie „dziurą”, lecz obiektem, którego grawitacja jest tak silna, że nic, nawet światło, nie może go opuścić po przekroczeniu określonej granicy.

Praktyčné konsekwencje takich badań nie ograniczają się do zaspokajania ciekawości. Modele ekstremalnych procesów grawitacyjnych i emisji promieniowania przydają się między innymi przy projektowaniu satelitów, ocenie ryzyka kosmicznych burz czy analizie stabilności elektroniki w przestrzeni kosmicznej. Dane z GRB 250702B mogą posłużyć do testowania fizyki w warunkach, których nie da się odtworzyć w ziemskich laboratoriach. Dzięki temu fizycy lepiej rozumieją granice teorii względności i fizyki jądrowej, a inżynierowie dostają dokładniejsze modele zachowania materii i promieniowania w ekstremalnych sytuacjach.