Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał 7 godzin. Astronomów zamurowało

Rejestrowany zwykle jako krótki, gwałtowny błysk, tym razem sygnał zarejestrowany przez kosmiczny teleskop Fermi zupełnie wymknął się schematom. Trwał wielokrotnie dłużej, powtarzał się i jeszcze przez miesiące pozostawiał na niebie słabą, ale mierzalną poświatę. Teraz dwa niezależne zespoły badaczy proponują konkurencyjne wyjaśnienia tego fenomenu.

Niezwykły rozbłysk, który złamał wszystkie podręcznikowe reguły

2 lipca 2025 roku satelita Fermi, należący do NASA, zarejestrował rozbłysk promieniowania gamma oznaczony jako GRB 250702B. Od początku było jasne, że coś jest nie tak. Zjawisko trwało około siedmiu godzin, trzykrotnie osiągało maksimum jasności, a potem pozostawiło długotrwałą poświatę obserwowalną przez kolejne miesiące.

Typowe rozbłyski gamma trwają ułamki sekundy lub kilka sekund. Nawet te dłuższe, powiązane zwykle z zapadaniem się masywnych gwiazd, rzadko przekraczają kilkaset sekund. Tym razem sygnał przeciągnął się tysiąc razy dłużej, niż przewidują standardowe modele.

GRB 250702B to ultradługi rozbłysk promieniowania gamma, który całkowicie odbiega od znanych dotąd wzorców – zarówno czasem trwania, jak i strukturą.

Początkowo astronomowie podejrzewali, że zdarzenie miało miejsce stosunkowo blisko, w obrębie naszej galaktyki. Dokładniejsze pomiary z użyciem teleskopów Very Large Telescope i James Webb pokazały jednak coś innego: źródło znajduje się około 8 miliardów lat świetlnych od Ziemi. To znaczy, że obserwujemy coś, co wydarzyło się, gdy Wszechświat był mniej więcej o połowę młodszy niż dziś.

Dwie konkurencyjne wizje tego, co naprawdę się wydarzyło

Co mogło wywołać tak długotrwałą, powtarzającą się eksplozję? Na to pytanie próbują odpowiedzieć dwa międzynarodowe zespoły badawcze. Każdy z nich przygląda się tym samym danym, ale widzi inny scenariusz.

Scenariusz pierwszy: gwiezdny chaos w zderzających się galaktykach

Pierwsza grupa naukowców skierowała potężne teleskopy podczerwone Magellan i Keck w stronę źródła rozbłysku. Dzięki obserwacjom w tym zakresie widma udało się „zajrzeć” przez grubą warstwę kosmicznego pyłu. Za nią ukazała się gigantyczna, wcześniej praktycznie niewidoczna galaktyka o masie ponad 40 miliardów razy większej niż masa Słońca.

Analiza danych z teleskopu James Webb pokazała, że to galaktyka skrajnie zdeformowana i chaotyczna. Jej struktura sugeruje, że wciąż trwa proces zlewania się dwóch osobnych galaktyk w jedną. W takiej scenerii dzieją się rzeczy, które w spokojniejszych zakątkach kosmosu praktycznie nie występują.

Astronomowie biorą pod uwagę kilka możliwych mechanizmów związanych z tak burzliwym środowiskiem:

• nietypowe zapadanie się masywnej gwiazdy w czarną dziurę, wydłużone przez wpływ otoczenia,
• zderzenie gwiazdy z czarną dziurą i rozerwanie jej przez potężne siły pływowe,
• rozerwanie gwiazdy przez bardzo gęsty obiekt, np. gwiazdę neutronową, w gęstej, pyłowej okolicy,
• kombinację kilku zjawisk naraz, napędzanych ekstremalnymi warunkami w łączących się galaktykach.

Burzliwa, pyłowa okolica w zderzającej się galaktyce wydaje się wręcz stworzona do generowania rzadkich, ultradługich rozbłysków, które do tej pory widzieliśmy co najwyżej w krótszych wersjach.

Kiedy 5 listopada 2025 roku teleskop James Webb wykonał najdokładniejsze jak dotąd zdjęcie galaktyki związanej z GRB 250702B, stało się jasne, że samo zjawisko nie pochodziło z jej centrum. To ważne, bo centralne obszary galaktyk zwykle kryją supermasywne czarne dziury. W tym przypadku źródło rozbłysku leżało gdzieś dalej od środka.

Scenariusz drugi: poszlaka na istnienie „średnich” czarnych dziur

Drugi zespół astronomów spogląda na GRB 250702B zupełnie inaczej. Według ich interpretacji rozbłysk może być pierwszym tak wyraźnym śladem istnienia czarnej dziury o pośredniej masie – obiektu „ze środka stawki”, pomiędzy gwiazdowymi a supermasywnymi czarnymi dziurami.

Obecnie nauka wyróżnia głównie dwa typy czarnych dziur:

Modele teoretyczne od dawna sugerują istnienie kategorii pośredniej, ale dotychczasowe dowody były bardzo niepewne. Teraz badacze proponują, że GRB 250702B to efekt działania właśnie takiej „średniej” czarnej dziury.

Z ich wyliczeń wynika, że czarna dziura o masie około 6500 Słońc mogła znajdować się na obrzeżach galaktyki i stopniowo rozrywać gwiazdę podobną do Słońca. Co ważne, nie wciągnęła jej od razu. Gwiazda wykonywała kolejne okrążenia, za każdym razem tracąc porcję materii. Każda taka porcja, wpadając w czarną dziurę, wywoływała kolejny „wybuch” promieniowania gamma, rejestrowany jako kolejne maksimum jasności przez teleskop Fermi.

Jeśli ten scenariusz się potwierdzi, GRB 250702B może być pierwszym tak wyraźnym przypadkiem, gdy obserwujemy średniej wielkości czarną dziurę, która na naszych oczach rozszarpuje gwiazdę.

Opis tego procesu i jego parametry trafiły już do specjalistycznych czasopism. Jeden z artykułów ukazał się w „The Astrophysical Journal Letters”, drugi – w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. To wskazuje, że obie interpretacje zostały uznane na tyle poważnie, by przejść rygorystyczną recenzję naukową.

Dlaczego ten przypadek tak elektryzuje badaczy kosmosu

GRB 250702B jest wyjątkowy z kilku powodów. Po pierwsze, czas trwania. Ultradługie rozbłyski gamma są prawdziwą rzadkością, a siedem godzin rejestrowanej aktywności to wartość ekstremalna. Po drugie, struktura – trzy wyraźne piki jasności sugerują proces wieloetapowy, a nie pojedynczy, krótkotrwały wybuch.

Do tego dochodzi jeszcze poświata, która utrzymywała się przez wiele miesięcy. Dzięki niej teleskopy takie jak James Webb mogły śledzić okolice źródła i zbierać informacje o jego galaktycznym „domu”. To z kolei otwiera drogę do lepszego zrozumienia, w jakich środowiskach rodzą się podobne zjawiska.

Dla naukowców zajmujących się ewolucją galaktyk i czarnych dziur to sytuacja idealna: mają niezwykle nietypowy sygnał, dobrze zlokalizowane źródło i zestaw instrumentów zdolnych rozdzielić szczegóły odległego o miliardy lat świetlnych obiektu. Dlatego sprawa GRB 250702B zapewne wróci jeszcze nie raz, gdy pojawią się kolejne analizy i nowe dane.

Co taki rozbłysk mówi o przyszłości badań kosmosu

W ostatnich latach teleskopy Fermi, James Webb czy instrumenty naziemne pokroju Very Large Telescope dają szansę łapać zjawiska, które wcześniej po prostu wymykały się naszej uwadze. Każdy tak nietypowy sygnał jak GRB 250702B zmusza teoretyków do modyfikowania modeli opisujących powstawanie czarnych dziur, ewolucję galaktyk czy życie masywnych gwiazd.

Dla laików może to wyglądać jak drobna, egzotyczna ciekawostka z głębokiego kosmosu. W praktyce jest to żywa „laboratoryjna” próba skrajnych warunków, których nie da się odtworzyć nigdzie indziej. Mechanizmy odpowiedzialne za rozbłyski gamma mówią wiele o tym, jak materia i energia zachowują się w najostrzejszych możliwych polach grawitacyjnych.

W kolejnych latach takich rejestracji zapewne będzie więcej. Im czulsze stają się nasze instrumenty, tym częściej trafiają na obiekty, które nie pasują do prostych szufladek. Z czasem okaże się, czy ultradługie rozbłyski gamma to naprawdę ekstremalna rzadkość, czy raczej zjawisko dotąd przeoczane przez mniej czułe teleskopy.

Dla czytelników przyzwyczajonych do codziennych informacji o zmianach klimatu czy nowych technologiach może brzmieć abstrakcyjnie, że astronomowie tak mocno przeżywają pojedynczy sygnał sprzed 8 miliardów lat. W grę wchodzi jednak coś więcej niż tylko „ciekawostka z kosmosu”. Takie przypadki pozwalają testować granice naszych teorii fizycznych, urealniają dyskusje o losach materii w ekstremalnych warunkach i podpowiadają, jak mogły wyglądać kluczowe procesy kształtujące dzisiejszy obraz nieba.

Jeśli kolejne obserwacje potwierdzą jedną z dwóch rywalizujących hipotez – lub zaproponują trzecią – GRB 250702B może trafić do podręczników jako klasyczny przykład ultradługiego błysku gamma. A razem z nim do szkolnych schematów może wejść kategoria „średnich” czarnych dziur, które do tej pory istniały głównie w obliczeniach i symulacjach komputerowych.