Siedem godzin tajemnicy z kosmosu. Niezwykły sygnał dzieli naukowców

Niezwykle długi błysk promieniowania gamma, zarejestrowany w 2025 roku, kompletnie wywrócił do góry nogami dotychczasowe modele astronomów.

Trwał około siedmiu godzin, choć tego typu zjawiska zwykle kończą się szybciej niż mgnienie oka. Do tego trzy razy gwałtownie przybrał na sile, a jego poświata utrzymywała się miesiącami. Teraz dwa niezależne zespoły badaczy proponują swoje wyjaśnienia, a cała historia coraz mocniej przypomina kosmiczny kryminał.

Gammaflash, który nie chciał zgasnąć

2 lipca 2025 roku kosmiczny teleskop Fermi, należący do NASA, zarejestrował eksplozję promieniowania gamma, jakiej do tej pory nie widziano. Zjawisko otrzymało techniczną nazwę GRB 250702B i natychmiast trafiło na listę priorytetów dla obserwatoriów na całym świecie.

Typowe rozbłyski gamma trwają od ułamka sekundy do kilku minut. Są krótkie, gwałtowne i ekstremalnie energetyczne. W skrajnych przypadkach potrafią w jednej chwili wyemitować więcej energii niż Słońce przez cały czas swojego istnienia. W tym przypadku wszystko przebiegło inaczej: sygnał utrzymywał się przez około siedem godzin, a jego natężenie trzykrotnie rosło, jakby ktoś wielokrotnie „odkręcał kurek” z energią.

GRB 250702B trwał ponad tysiąc razy dłużej, niż sugerują standardowe modele takich zjawisk, a jego poświata była widoczna jeszcze wiele miesięcy po rozbłysku.

Początkowo część naukowców podejrzewała, że źródło znajduje się w naszej galaktyce. Dane z potężnych teleskopów – Very Large Telescope w Chile oraz Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba – szybko to wykluczyły. Analizy widma i odległości wskazały, że sygnał przyszedł z rejonu oddalonego o około 8 miliardów lat świetlnych. Zdarzenie miało więc miejsce, gdy Wszechświat był mniej więcej o połowę młodszy niż dziś.

Ukryte, chaotyczne galaktyczne monstrum

Pierwszy zespół badaczy skupił się na środowisku, w którym narodził się ten niezwykły rozbłysk. Z pomocą dużych teleskopów podczerwonych – Magellan i Keck – udało się zajrzeć przez grubą warstwę kosmicznego pyłu, która zasłaniała źródło promieniowania w świetle widzialnym.

Za tą kosmiczną zasłoną pojawiła się gigantyczna galaktyka, praktycznie niewidoczna w zwykłych obserwacjach. Jej masa okazała się ponad 40 miliardów razy większa od masy Słońca. To prawdziwy galaktyczny kolos, a przy tym obiekt w stanie poważnego zamieszania.

Dane z teleskopu Webba pokazały, że galaktyka-gospodarz jest mocno zniekształcona. Jej struktura wygląda tak, jakby dwie galaktyki właśnie zderzały się i scalały w jedną większą.

Według tego zespołu to właśnie burzliwe warunki w zderzającej się parze galaktyk mogły doprowadzić do tak nietypowej, ultradługiej eksplozji. W grę wchodzi kilka scenariuszy:

• niestandardowy kolaps masywnej gwiazdy w bardzo gęstym, zakurzonym regionie,
• połączenie gwiazdy z czarną dziurą, w którym obiekt o ogromnej masie zaczyna „wciągać” sąsiada,
• rozdarcie gwiazdy przez bardzo zwarte ciało, na przykład gęstą gwiazdę neutronową,
• mieszanka kilku ekstremalnych procesów, wzmacnianych przez chaos w łączącej się galaktyce.

Naukowcy zwracają uwagę, że miejsca, gdzie galaktyki się zderzają, należą do najbardziej burzliwych rejonów kosmosu. Gęste skupiska gazu, ogromna liczba nowych gwiazd, silne pola grawitacyjne – to wszystko tworzy warunki, w których może dojść do rzadkich, bardzo długich rozbłysków gamma. GRB 250702B mógł być właśnie ekstremalnym produktem takiego kosmicznego „placu budowy”.

Druga hipoteza: czarna dziura średniej wagi

Drugi zespół badaczy poszedł w inną stronę. Według ich analizy GRB 250702B może być pierwszym mocnym śladem na istnienie tak zwanej czarnej dziury o pośredniej masie, czego astrofizycy od dawna się spodziewali, ale brakowało solidnych sygnałów.

Znane do tej pory czarne dziury dzielą się głównie na dwie klasy. Mniejsze, o masach kilku lub kilkudziesięciu Słońc, powstają zazwyczaj po śmierci masywnych gwiazd. Na drugim krańcu skali stoją supermasywne czarne dziury, ukryte w centrach galaktyk i ważące miliony lub miliardy razy więcej niż Słońce. Modele teoretyczne przewidują istnienie obiektów pośrednich, ale ślady takich „średniaków” są bardzo rzadkie.

Według tej drugiej hipotezy za GRB 250702B odpowiada właśnie taki pośredni gigant o masie około 6500 Słońc. Co więcej, dane z Webba wskazują, że źródło sygnału nie pochodzi z samego centrum galaktyki, gdzie zazwyczaj siedzi supermasywne jądro. To pasuje do obrazu czarnej dziury średniej wagi, krążącej gdzieś dalej od środka.

Scenariusz wygląda następująco: taka czarna dziura „dopada” gwiazdę podobną do Słońca w zewnętrznych rejonach galaktyki. Grawitacja powoli rozrywa gwiazdę, ale nie w jednej chwili. Zamiast jednego gwałtownego zderzenia, gwiazda wykonuje kilka ciasnych okrążeń wokół czarnej dziury. Z każdym przelotem traci część swojej materii.

Każde kolejne okrążenie mogło powodować następny impuls promieniowania gamma, co tłumaczy wielogodzinny, przerywany charakter rozbłysku widziany przez teleskop Fermi.

Jeśli ten model jest prawidłowy, astronomowie mogli po raz pierwszy obserwować „na żywo”, jak czarna dziura o pośredniej masie rozszarpuje gwiazdę krok po kroku. Taka sygnatura byłaby bezcenną wskazówką przy poszukiwaniach podobnych obiektów w innych rejonach kosmosu.

Dlaczego naukowcy nie są jednomyślni

Oba opisy zjawiska opierają się na tych samych danych z Fermi, Webba, VLT i innych teleskopów. Różnica tkwi w interpretacji. Pierwszy zespół bardziej akcentuje chaotyczne środowisko łączących się galaktyk, drugi – sam typ obiektu odpowiedzialnego za rozbłysk.

Astrofizyka rzadko daje od razu jednoznaczne odpowiedzi. Sygnalowi sprzed 8 miliardów lat nie można już „przyjrzeć się z bliska”. Naukowcy muszą więc dopasowywać modele, sprawdzać, które parametry lepiej pasują do obserwacji, i szukać podobnych zdarzeń w archiwach. Oba zespoły opublikowały wyniki w renomowanych czasopismach naukowych, co pokazuje, że obie hipotezy traktuje się bardzo poważnie.

Co ten przypadek mówi o przyszłych badaniach kosmosu

Historia GRB 250702B dobrze pokazuje, jak ważne stały się sieciowo połączone obserwatoria. Jeden teleskop rejestruje gwałtowny błysk, inne – czasem na innym krańcu Ziemi lub w kosmosie – szybko „dowiązują” się do obiektu, badając go w kolejnych zakresach promieniowania. Dzięki temu da się odtworzyć przebieg zjawiska znacznie dokładniej, niż sugerowałaby sama długość impulsu.

Dla laików długotrwały błysk gamma to egzotyczna ciekawostka. Dla fizyków to szansa na sprawdzenie, jak zachowuje się materia w najskrajniejszych warunkach, jak rosną czarne dziury i jak ewoluują galaktyki. GRB 250702B stał się swoistym poligonem, na którym ścierają się różne modele teoretyczne. Być może za kilka lat kolejne, podobne sygnały pozwolą rozstrzygnąć, która interpretacja lepiej pasuje do rzeczywistości.

Dla osób, które dopiero zaczynają interesować się takimi tematami, warto doprecyzować dwa pojęcia. Promieniowanie gamma to najbardziej energetyczna forma światła, znacznie „twardsza” niż promienie rentgenowskie. Z kolei rozbłysk gamma to nagłe, krótkie, ale niezwykle intensywne wyzwolenie takiego promieniowania. Siedmiogodzinna emisja przypominająca serię uderzeń jest więc jak długi, głośny krzyk w zwykle bardzo cichej kosmicznej scenerii.

Jeśli hipoteza o czarnej dziurze pośredniej masy się potwierdzi, naukowcy zyskają nowe narzędzie: charakterystyczny „podpis” w danych, po którym można szukać podobnych obiektów. Jeśli lepiej obroni się scenariusz zderzających się galaktyk, GRB 250702B stanie się ważnym punktem odniesienia do badań, jak często we wczesnym kosmosie dochodziło do takich kosmicznych kolizji i jakie ekstremalne zjawiska im towarzyszyły.