Tajemniczy sygnał z głębi kosmosu trwał aż 7 godzin i wprawił astronomów w prawdziwe zdumienie

Nietypowy sygnał z kosmosu całkowicie zbił naukowców z tropu.

NASA zarejestrowała zjawisko, które zupełnie nie pasuje do dotychczasowego obrazu gwałtownych zdarzeń w odległym kosmosie. Zamiast krótkiej, ułamkosekundowej eksplozji, teleskop Fermi śledził rozciągnięty w czasie, trwający siedem godzin sygnał gamma, dochodzący z galaktyki oddalonej o około 8 miliardów lat świetlnych. Dwa niezależne zespoły badawcze przedstawiają teraz swoje wyjaśnienia – i każde z nich byłoby dla astrofizyki małym trzęsieniem ziemi.

Rozbłysk, który złamał wszystkie dotychczasowe schematy

2 lipca 2025 roku kosmiczny teleskop Fermi, specjalizujący się w wychwytywaniu wysokoenergetycznego promieniowania gamma, zarejestrował zjawisko oznaczone jako GRB 250702B. Skrót GRB (gamma-ray burst) odnosi się do ekstremalnych rozbłysków energii, zwykle trwających:

• od tysięcznych części sekundy do kilku minut,
• z pojedynczym, gwałtownym pikiem energii,
• z krótką, szybko słabnącą poświatą.

GRB 250702B zachowywał się zupełnie inaczej. Emisja trwała około siedmiu godzin, w jej trakcie pojawiły się trzy wyraźne szczyty jasności, a poświata w innych długościach fal utrzymywała się miesiącami. Co więcej, energia zarejestrowana w tym jednym zdarzeniu może przewyższać całkowitą energię, jaką nasze Słońce jest w stanie wyemitować przez cały czas swojego istnienia.

Astrofizycy podkreślają, że tak długi i nietypowy rozbłysk gamma praktycznie nie mieści się w znanych kategoriach tych zjawisk. To jeden z najbardziej zagadkowych sygnałów zarejestrowanych przez Fermi.

Początkowo część badaczy sądziła, że źródło leży stosunkowo blisko, w obrębie naszej galaktyki. Szybko okazało się jednak, że to złudzenie. Dane z teleskopów Very Large Telescope (VLT) oraz Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) pokazały, że sygnał nadleciał z odległości około 8 miliardów lat świetlnych – a więc z bardzo wczesnej epoki istnienia kosmosu.

Ukryta, chaotyczna galaktyka w roli gospodarza

Pierwszy zespół badawczy skupił się na środowisku, w którym powstał rozbłysk. Z pomocą dużych teleskopów w podczerwieni – Magellana oraz Kecka – astronomowie zajrzeli przez gęste obłoki kosmicznego pyłu. Za tą przesłoną wyłoniła się masywna, wcześniej słabo widoczna galaktyka.

Analizy wskazują, że:

• masa tej galaktyki przekracza 40 miliardów mas Słońca,
• jej struktura jest wyraźnie zniekształcona, niesymetryczna,
• układ gwiazd i gazu wygląda tak, jakby dwie galaktyki łączyły się w jedną.

Webb, dzięki czułym instrumentom, potwierdził obraz obiektu w silnym nieporządku, pełnego pyłu i gwałtownych procesów gwiazdotwórczych. Według badających go naukowców mamy do czynienia z typową „placówką budowy” – miejscem, gdzie zderzają się i łączą dwie wielkie galaktyki.

Jak takie środowisko może wytworzyć kosmiczny sygnał specjalny?

W tak chaotycznej przestrzeni częściej dochodzi do skrajnych zjawisk. Badacze proponują kilka powiązanych scenariuszy powstania GRB 250702B:

Wszystkie te wersje łączy jedno: wymagają ekstremalnie zaburzonego otoczenia, w którym gęsty gaz, pył i silne pola grawitacyjne współdziałają w wyjątkowo skomplikowany sposób. Według tego zespołu właśnie taka sceneria – galaktyki zderzającej się z inną – sprzyja powstawaniu ultradługich, niezwykle rzadkich rozbłysków gamma.

Badacze sugerują, że GRB 250702B może być pierwszym dobrze udokumentowanym przykładem nowej, ultradługiej kategorii rozbłysków, napędzanych przez chaos galaktycznych zderzeń.

Drugi trop: brakujące „średnie” czarne dziury

Drugi zespół astronomów poszedł w innym kierunku i skupił się na samej naturze obiektu, który mógł wywołać tak długotrwałe promieniowanie. W ich interpretacji GRB 250702B to sygnał od dawno poszukiwanego typu czarnej dziury – obiektu o masie pośredniej.

Do tej pory obserwacje dostarczały głównie dwóch klas takich obiektów:

• czarne dziury o masach kilku–kilkudziesięciu Słońc, powstające z zapadniętych gwiazd,
• supermasywne czarne dziury, siedzące w centrach galaktyk i ważące miliony, a nawet miliardy mas Słońca.

Modele teoretyczne przewidują, że między tymi skrajnościami powinna istnieć przejściowa grupa – czarne dziury o masach od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy Słońc. Przez lata znajdowano jedynie niejednoznaczne ślady takich obiektów.

Gwiazda krążąca jak ofiara wokół drapieżnika

Według analizy drugiego zespołu w przypadku GRB 250702B źródłem sygnału był właśnie taki „średniak” – czarna dziura o masie około 6500 Słońc, znajdująca się daleko od centrum swojej galaktyki. Miał ją zdradzić dramatyczny los pobliskiej gwiazdy podobnej do Słońca.

Scenariusz, który proponują naukowcy, wygląda następująco:

• Gwiazda znalazła się na niestabilnej orbicie wokół czarnej dziury o masie pośredniej.
• Pod wpływem grawitacyjnego „szarpania” obiekt stopniowo rozrywał gwiazdę, zamiast wciągnąć ją natychmiast w całości.
• Przy każdym zbliżeniu się gwiazdy do czarnej dziury część jej materii była gwałtownie wyrywana i przyspieszana.
• Rozgrzana do ogromnych temperatur materia wysyłała silny strumień promieniowania gamma, co teleskop Fermi zarejestrował jako powtarzające się piki jasności.

Taki proces nazywa się rozerwaniem pływowym gwiazdy przez kompaktowy obiekt. Zwykle wiąże się go z supermasywnymi czarnymi dziurami w centrach galaktyk, ale tutaj miejsce zdarzenia znajduje się daleko od jądra. To pasuje do hipotezy, że mamy do czynienia z czarną dziurą o masie pośredniej, przemieszczającą się na obrzeżach galaktyki.

Jeśli interpretacja drugiego zespołu okaże się prawdziwa, GRB 250702B może być jednym z najbardziej przekonujących dowodów na istnienie czarnych dziur o masach pośrednich.

Dane z Webba: eksplozja z dala od centralnego potwora

5 listopada 2025 roku Teleskop Jamesa Webba wykonał jak dotąd najdokładniejsze zdjęcie galaktyki, w której zaobserwowano GRB 250702B. Wysoka rozdzielczość pozwoliła wyznaczyć położenie źródła rozbłysku z dużą precyzją.

Najważniejsza informacja z tych obserwacji: sygnał nie pochodził z okolic supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki. Miejsce zdarzenia leżało wyraźnie na uboczu, w jednym z zaburzonych ramion struktury gwiazdowej. Taki obraz ułatwia obronę obu omawianych hipotez:

• chaotyczne zderzenie galaktyk mogło wywołać serię ekstremalnych procesów gwiazdowych z dala od jądra,
• czarna dziura o masie pośredniej mogła znaleźć się tam w wyniku wcześniejszych zderzeń mniejszych gromad gwiazd lub mniejszych galaktyk satelitarnych.

Obie prace trafiły do renomowanych czasopism naukowych – The Astrophysical Journal Letters oraz Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – jako dwa konkurujące opisy tego samego, zagadkowego sygnału.

Dlaczego ten rozbłysk tak mocno zajmuje naukowców

GRB 250702B przyciąga uwagę nie tylko swoją długością i siłą. To rzadki przypadek, kiedy jednym zjawiskiem można testować kilka kluczowych pytań współczesnej astrofizyki:

• Jak dokładnie wyglądają procesy podczas zderzeń i łączenia się galaktyk?
• W jaki sposób powstają najpotężniejsze rozbłyski promieniowania w kosmosie?
• Czy czarne dziury o masach pośrednich naprawdę są brakującym ogniwem między „gwiazdowymi” a supermasywnymi?

Każdy kolejny, podobny rozbłysk pozwoli sprawdzić, czy mamy do czynienia z pojedynczą osobliwością, czy z całą nową klasą zjawisk. To z kolei przełoży się na lepsze modele ewolucji galaktyk oraz na dokładniejsze mapy rozkładu masy w kosmosie.

Co taki sygnał mówi o przyszłości badań kosmosu

Historia GRB 250702B pokazuje też praktyczną stronę współczesnej astronomii. Aby zrozumieć jedno zdarzenie, naukowcy muszą połączyć dane z wielu instrumentów: od wyspecjalizowanych teleskopów gamma, przez naziemne giganty badające widmo w podczerwieni, aż po najbardziej zaawansowane obserwatoria w przestrzeni kosmicznej, takie jak Webb. Dopiero zestawienie tych fragmentów składa się na spójny obraz.

W kolejnych latach podobnych przypadków może być więcej. Nowe misje satelitarne i rozbudowa sieci teleskopów na Ziemi pozwolą szybciej reagować na rozbłyski, śledzić je od pierwszych sekund i w szerszym zakresie fal. Im więcej takich rejestracji, tym łatwiej będzie zweryfikować, która z obecnych hipotez w przypadku GRB 250702B najtrafniej oddaje rzeczywistość – chaotyczna galaktyczna kolizja czy żarłoczna czarna dziura o masie pośredniej.