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

Siedem godzin niepokojącego błysku, trzy potężne szczyty emisji i poświata widoczna przez miesiące – teleskopy NASA zarejestrowały coś, czego nikt się nie spodziewał.

Naukowcy obserwowali już tysiące gwałtownych zjawisk w kosmosie, ale to jedno zachowanie promieniowania gamma wywróciło ich modele do góry nogami. Zdarzenie nazwane GRB 250702B trwało ponad 1000 razy dłużej niż typowe rozbłyski tego typu i wciąż wywołuje spór o to, co właściwie wydarzyło się 8 miliardów lat świetlnych od Ziemi.

Nietypowy kosmiczny rozbłysk, który złamał wszystkie schematy

2 lipca 2025 roku teleskop Fermi należący do NASA zarejestrował potężny rozbłysk promieniowania gamma. To najenergetyczniejszy rodzaj promieniowania we wszechświecie, zwykle trwający ułamek sekundy, w najlepszym razie kilka minut. Tym razem sygnał utrzymywał się przez około siedem godzin, osiągnął trzy wyraźne maksima jasności i pozostawił długotrwałą poświatę widoczną jeszcze przez miesiące w wielu zakresach promieniowania.

Tak długie zjawisko natychmiast wzbudziło podejrzenia, że mamy do czynienia z czymś nietypowym. Pierwsze analizy sugerowały, że źródło znajduje się stosunkowo blisko, być może w naszej Drodze Mlecznej. Kolejne pomiary całkowicie tę hipotezę zmiotły ze stołu.

Obserwacje wykazały, że GRB 250702B pochodzi z odległości około 8 miliardów lat świetlnych – sygnał wyruszył, gdy Wszechświat miał mniej niż połowę obecnego wieku.

Do dokładnego namierzenia pochodzenia rozbłysku wykorzystano naziemny teleskop Very Large Telescope w Chile oraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Z ich danych wyłonił się obraz odległej, wyjątkowo złożonej galaktyki, której zachowanie mogło stworzyć warunki do tak długiej i gwałtownej erupcji energii.

Galaktyka w zderzeniu – scena kosmicznego chaosu

Pierwszy zespół badaczy skupił się właśnie na otoczeniu, w którym pojawił się tajemniczy sygnał. Dzięki teleskopom Magellan i Keck, pracującym w podczerwieni, naukowcy „zajrzelii” przez grubą zasłonę kosmicznego pyłu i dostrzegli gigantyczną, do tej pory ukrytą galaktykę. Jej masa okazała się ponad 40 miliardów razy większa od masy Słońca.

Analiza danych z Webba pokazała, że ta galaktyka jest silnie zniekształcona. Ramiona są porozrywane, struktury pogięte, układ gwiazd zaburzony. Wszystko wskazuje na to, że to nie jedna, a dwie galaktyki w trakcie powolnego, ale brutalnego zderzenia i łączenia się.

W tak zburzonym środowisku rodzą się skrajnie masywne gwiazdy, powstają gęste skupiska materii i dochodzi do procesów, które w spokojniejszych galaktykach praktycznie się nie zdarzają.

Naukowcy rozważają kilka możliwych scenariuszy, które mogły wygenerować sygnał GRB 250702B właśnie w takim miejscu:

• niecodzienne zapadnięcie się bardzo masywnej gwiazdy w nowo powstałą czarną dziurę,
• zderzenie gwiazdy z już istniejącą czarną dziurą,
• gwałtowne rozerwanie gwiazdy przez niezwykle gęsty obiekt, np. gwiazdę neutronową lub czarną dziurę,
• kombinację kilku zjawisk napędzanych przez ekstremalne warunki panujące w łączących się galaktykach.

W każdym z tych przypadków kluczowe są dwa elementy: ogromna ilość dostępnej materii i potężne pola grawitacyjne, które potrafią skupić energię w wąskich, intensywnych strugach promieniowania gamma, skierowanych w naszą stronę.

Druga hipoteza: brakujące ogniwo w rodzinie czarnych dziur

Drugi zespół badawczy zaproponował zupełnie inne wyjaśnienie, skupiając się nie na samej galaktyce, lecz na pojedynczym, wyjątkowym obiekcie. Według ich analizy GRB 250702B może być pierwszym tak wyraźnym śladem tzw. czarnej dziury o pośredniej masie.

Znane obecnie czarne dziury zwykle występują w dwóch rozmiarach: jako „gwiazdowe” (kilka do kilkudziesięciu mas Słońca) oraz jako supermasywne, siedzące w centrach galaktyk i liczące miliony lub miliardy mas Słońca. Modele teoretyczne przewidują istnienie czegoś pośrodku, ale wykrycie takiego obiektu w praktyce graniczy z cudem.

Analiza energii i czasu trwania sygnału sugeruje, że sprawcą może być czarna dziura o masie około 6500 Słońc, położona daleko od centrum galaktyki.

Zgodnie z tą hipotezą, taka „średnia” czarna dziura trafiła na pechową gwiazdę podobną do naszego Słońca. Grawitacja obiektu zaczęła ją rozrywać na strzępy, ale nie od razu. Gwiazda kilkukrotnie okrążyła czarną dziurę, przy każdym podejściu tracąc część swojej materii.

Wyrwane fragmenty gazu tworzyły gorący dysk, z którego wystrzeliwały potężne dżety promieniowania gamma. Każde kolejne zbliżenie gwiazdy do czarnej dziury oznaczało nowy impuls energii. W ten sposób powstały trzy główne szczyty jasności, rozłożone w czasie na wiele godzin, które zarejestrował Fermi.

Dlaczego taki sygnał jest tak cenny dla nauki

Jeśli ta interpretacja się potwierdzi, astronomowie po raz pierwszy będą mieli tak szczegółowy wgląd w proces stopniowego „pożerania” gwiazdy przez czarną dziurę o pośredniej masie. Do tej pory brakowało wyraźnych przykładów zachowania takich obiektów. Ich odkrycie pomoże zrozumieć, jak z małych czarnych dziur rosną potężne potwory w centrach galaktyk.

Oba konkurujące ze sobą wyjaśnienia – związane z chaotycznym łączeniem się galaktyk i z czarną dziurą średniej wielkości – nie wykluczają się całkowicie. Możliwe, że to właśnie zderzające się galaktyki stworzyły środowisko sprzyjające powstaniu lub „obudzeniu się” takiej czarnej dziury daleko od ich centrum.

Co dokładnie zarejestrowały teleskopy Fermi i Webb

Dane zebrane w czasie zdarzenia i po nim obejmują szeroki zakres promieniowania – od wysokiej energii po podczerwień. Ułatwia to rekonstrukcję przebiegu rozbłysku krok po kroku.

Szczególnie istotne jest to, że Webb pokazał, iż źródło rozbłysku nie leży w samym centrum galaktyki. Tym samym można odrzucić prosty scenariusz, w którym energię emituje supermasywna czarna dziura siedząca w jej jądrze. To otwiera drogę do bardziej złożonych interpretacji, w tym do pomysłu z czarną dziurą pośredniej masy na peryferiach układu.

Co to oznacza dla naszej wiedzy o kosmosie

GRB 250702B to nie tylko kolejny wpis w katalogu rozbłysków gamma. To test wytrzymałości obecnych modeli astrofizycznych. Teorie próbują z góry ustalić, jak długo mogą trwać takie zjawiska, jaką energię powinny wydzielać i w jakich miejscach się pojawiać. Siedmiogodzinny sygnał łamie sporą część tych założeń.

Naukowcy już planują kolejne kampanie obserwacyjne, by szukać podobnych, bardzo długich rozbłysków. Jeśli uda się znaleźć serię takich zdarzeń, stanie się jasne, czy GRB 250702B jest naprawdę wyjątkowy, czy raczej należy do dotąd przeoczanej kategorii zjawisk.

Takie przypadki mają też praktyczny wymiar. Długo trwające rozbłyski mogą zakłócać działanie satelitów i instrumentów kosmicznych, gdy ich energia trafia bezpośrednio w okolice Ziemi. Zrozumienie, jak często dochodzi do podobnych emisji i z jakich kierunków mogą nadejść, pomaga projektować bardziej odporne systemy.

Jak laik może sobie wyobrazić tak długie zjawisko

Dla osób, które nie śledzą na co dzień badań kosmicznych, siedem godzin może nie brzmieć imponująco. W skali astronomii to jednak wieczność. Typowy rozbłysk gamma przypomina pojedynczy błysk flesza – gwałtowny, mocny, ale natychmiast zanikający. GRB 250702B zachowywał się raczej jak seria kilku eksplozji fajerwerków, następujących po sobie z przerwami, przy czym każda z nich była jaśniejsza od całej galaktyki w promieniach gamma.

Aby przybliżyć skalę energii, naukowcy wskazują, że w pojedynczym takim rozbłysku może uwolnić się więcej energii, niż nasze Słońce wyemituje w całym okresie swojego istnienia. Rozciągnięcie tego procesu na wiele godzin czyni z GRB 250702B jedno z najbardziej ekstremalnych zarejestrowanych dotąd zjawisk tego typu.

W najbliższych latach kolejne analizy danych i nowe instrumenty – zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi – powinny doprecyzować, który scenariusz najlepiej wyjaśnia tajemniczy sygnał. Niezależnie od ostatecznej odpowiedzi, astronomowie zgodnie przyznają, że GRB 250702B zmusił ich do przemyślenia granic tego, co w kosmosie „dozwolone”.