Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin. Naukowcy mają dwa wyjaśnienia

Nietypowa kosmiczna eksplozja trwała siedem godzin, zamiast ułamka sekundy, i kompletnie zbiła z tropu astronomów na całym świecie.

Rejestrowały ją najczulsze teleskopy NASA i europejskie obserwatoria. Sygnał był tak długi i tak potężny, że początkowo podejrzewano… błąd w pomiarach albo zjawisko zachodzące tuż obok naszej galaktyki.

Siedem godzin zamiast sekundy. Co zarejestrował Fermi?

2 lipca 2025 roku kosmiczny teleskop Fermi, wysłany przez NASA do badania wysokoenergetycznego promieniowania, zarejestrował wyjątkową eksplozję gamma. To tzw. rozbłysk gamma, zjawisko należące do najbardziej energetycznych procesów w kosmosie.

Ten konkretny rozbłysk otrzymał oznaczenie GRB 250702B i już na starcie był inny niż wszystkie:

• trwał około siedmiu godzin (zamiast milisekund lub najwyżej kilku minut),
• miał trzy wyraźne „piki” jasności, jakby eksplozja włączała się na nowo,
• po rozbłysku przez wiele miesięcy utrzymywała się słabnąca poświata.

Typowe rozbłyski gamma trwają ułamek sekundy i bardzo rzadko osiągają energię porównywalną z tym, co nasza gwiazda emituje przez całe swoje życie. GRB 250702B nie tylko przekroczył standardowy czas trwania tysiąckrotnie, ale też zachowywał się jak seria wybuchów, a nie pojedynczy impuls.

GRB 250702B łamie wszystkie dotychczasowe kategorie rozbłysków gamma: jest ultradługi, wielokrotny i pochodzi z zaskakująco dalekiej odległości.

Myśleli, że to z naszej galaktyki. Prawda okazała się zupełnie inna

Pierwsze analizy sugerowały, że sygnał może pochodzić z otoczenia Drogi Mlecznej. Tak długi i nieregularny rozbłysk kojarzył się raczej z czymś bliższym niż ekstremalne zjawiska w odległym kosmosie.

To założenie szybko się posypało. Do gry weszły kolejne instrumenty: przede wszystkim Very Large Telescope w Chile oraz kosmiczny teleskop Jamesa Webba. Pomiar przesunięcia ku czerwieni pokazał, że źródło wybuchu leży około 8 miliardów lat świetlnych od nas.

Oznacza to, że światło tej eksplozji wyruszyło w drogę, gdy Wszechświat miał mniej więcej połowę obecnego wieku. I dotarło akurat teraz, w erze, w której dysponujemy odpowiednimi narzędziami, by je rozebrać na czynniki pierwsze.

Dwa zespoły, dwie konkurencyjne hipotezy

Kiedy stało się jasne, że mamy do czynienia z bezprecedensowym rozbłyskiem, do analizy danych ruszyły niezależne zespoły astronomów. Oba korzystały z podobnego zestawu obserwacji, ale doszły do innych wniosków.

Oba scenariusze zostały opisane w osobnych publikacjach naukowych w The Astrophysical Journal Letters oraz Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. I w obu przypadkach GRB 250702B gra rolę zjawiska granicznego, testującego to, co wiemy o ewolucji galaktyk i czarnych dziur.

Chaotyczna galaktyka-skrywka: scena pierwsza

Pierwszy zespół postawił na bardzo szczegółowe badanie otoczenia rozbłysku. Korzystając z teleskopów Magellan i Keck, astronomowie zajrzeli w głąb gęstej chmury kosmicznego pyłu, która zasłaniała nam widok.

Za tą zasłoną wyłoniła się potężna galaktyka, praktycznie niewidoczna w świetle widzialnym, za to imponująca w podczerwieni. Szacunki mówią o masie ponad 40 miliardów razy większej niż masa Słońca.

Obserwacje Webba pokazały, że to nie jest spokojna, ułożona struktura. Galaktyka jest wyraźnie zdeformowana, porozciągana i pełna zaburzonych ramion. Najprostsze wyjaśnienie: trwa proces zlewania się dwóch (lub więcej) dużych galaktyk.

Zderzenie galaktyk miesza gaz, pył i gwiazdy, tworząc środowisko, w którym rodzi się mnóstwo masywnych gwiazd i dochodzi do najbardziej ekstremalnych procesów znanych astrofizyce.

W takim piekle warunki są idealne do rzadkich, ultradługich rozbłysków. Naukowcy wymieniają kilka możliwych mechanizmów, które mogły uruchomić GRB 250702B:

• niestandardowe zapadnięcie masywnej gwiazdy, której otoczenie zostało silnie zaburzone przez zderzające się galaktyki,
• fuzja gwiazdy z czarną dziurą w gęstym jądrze nowo powstającego układu,
• gwiazda rozerwana przez bardzo gęsty obiekt (np. zwartą gwiazdę neutronową) w wyjątkowo zatłoczonym regionie.

Taki scenariusz tłumaczyłby, czemu rozbłysk był tak długi i dlaczego widzieliśmy kilka szczytów jasności – lokalne warunki mogły „podtrzymywać” proces emisji energii, zamiast pozwolić mu szybko wygasnąć.

Czarne dziury „średniej masy”: brakujący element układanki

Drugi zespół spojrzał na zdarzenie z innej strony. Astronomowie od lat poszukują wiarygodnych śladów tzw. czarnych dziur o średniej masie. Znamy całe mnóstwo małych obiektów tego typu, powstałych z zapadnięcia gwiazd, oraz giganty liczone w milionach czy miliardach mas Słońca, które siedzą w centrach galaktyk.

Modele kosmologiczne przewidują jednak istnienie czegoś pomiędzy – czarnych dziur liczących tysiące mas Słońca, swoistej „klasy średniej”. Zidentyfikować je jest niezwykle trudno, bo nie świecą, a efekty grawitacyjne trudno odseparować od reszty zjawisk w galaktyce.

Według drugiego zespołu GRB 250702B pasuje idealnie do takiej konfiguracji. Ich propozycja wygląda następująco:

Z takiej perspektywy siedmiogodzinny rozbłysk to nie jedna eksplozja, lecz zapis kolejnych „gryzów”, które czarna dziura bierze z pechowej gwiazdy.

Jeśli ten scenariusz się potwierdzi, będziemy mieć najmocniejszy jak dotąd dowód na istnienie czarnej dziury średniej masy aktywnie rozrywającej gwiazdę. To brakujące ogniwo między typowymi pozostałościami po supernowych a supermasywnymi potworami w centrach galaktyk.

Co nam to mówi o przyszłości badań kosmosu?

Spór między obiema hipotezami będzie trwał jeszcze długo. Żeby je rozstrzygnąć, astronomowie muszą zebrać kolejne dane: obserwować zanikającą poświatę GRB 250702B, wyłuskać drobne różnice w widmie i szukać podobnych zdarzeń w archiwach teleskopów.

Dla nas – mieszkańców Ziemi – ta historia ma kilka bardzo praktycznych konsekwencji. Po pierwsze, pokazuje, jak ogromną różnicę robią nowe instrumenty, takie jak teleskop Jamesa Webba czy obserwatoria podczerwone. Bez nich tak zakurzone, odległe galaktyki byłyby właściwie niewidoczne.

Po drugie, tego typu rozbłyski stają się narzędziem do badania odległych epok. Są tak jasne, że działają jak kosmiczne latarnie, podświetlając pył i gaz na miliardy lat świetlnych w każdą stronę. Z ich pomocą da się analizować struktury, do których nie „dobije” zwykłe światło gwiazd.

Czym właściwie jest rozbłysk gamma?

Dla porządku warto wyjaśnić samo pojęcie. Rozbłysk gamma to krótka, niezwykle intensywna emisja promieniowania o najwyższej energii, jaką rejestrują nasze detektory. Rejestrują ją wyłącznie teleskopy kosmiczne, bo atmosfera na szczęście blokuje większość tego typu promieniowania.

Najczęściej takie sygnały wiążą się z:

• zapadnięciem masywnej gwiazdy i narodzinami czarnej dziury,
• zderzeniem dwóch gwiazd neutronowych,
• rozerwaniem gwiazdy przez supermasywną czarną dziurę.

GRB 250702B wykracza poza te klasyczne przykłady zarówno długością, jak i przebiegiem. Dlatego zyskał miano „ultradługiego” rozbłysku gamma i trafił na listę najbardziej zagadkowych zjawisk ostatnich lat.

Ryzyko dla Ziemi? Raczej lekcja pokory

Przy takiej ilości energii naturalne jest pytanie, czy tego typu wydarzenie mogłoby zagrozić naszej planecie. Teoretycznie rozbłysk gamma skierowany idealnie w Ziemię z niewielkiej odległości mógłby mocno namieszać w atmosferze i biosferze. W literaturze naukowej pojawiają się scenariusze wiążące dawne masowe wymierania właśnie z takimi impulsami.

W praktyce szanse na to, że akurat w naszej okolicy wybuchnie podobne zjawisko i jeszcze trafi w nas jak latarka w oko, są ekstremalnie małe. GRB 250702B dzieje się wiele miliardów lat świetlnych dalej. Dla naukowców to bezpieczne laboratorium, nie realne zagrożenie.

Cała historia jest raczej przypomnieniem, jak bardzo dynamiczny i gwałtowny bywa kosmos, nawet w erze pozornej stabilności. Sygnał trwający siedem godzin to tylko krótkie mignięcie na skali 8 miliardów lat podróży przez przestrzeń, lecz wystarcza, by kompletnie przetasować nasze teorie o galaktykach i czarnych dziurach.