Najjaśniejsza kosmiczna eksplozja, jaką kiedykolwiek widziano, została rozwiązana, ale pojawiły się nowe tajemnice

Naukowcy odkryli przyczynę najjaśniejszej eksplozji światła, jaką kiedykolwiek zarejestrowano.

Czyniąc to, stanęli przed dwiema większymi tajemnicami, w tym jedną podającą w wątpliwość pochodzenie ciężkich pierwiastków – takich jak złoto.

Naukowcy twierdzą, że obecnie wiadomo, że wybuch światła zaobserwowany w 2022 roku miał w swoim jądrze eksplodującą gwiazdę.

Ale ta eksplozja sama w sobie nie wystarczyła, aby świecić tak jasno.

Nasza obecna teoria głosi, że takie eksplodujące gwiazdy, zwane supernowymi, wytwarzają także wszystkie ciężkie pierwiastki we wszechświecie, takie jak złoto i platyna.

Zespół nie znalazł jednak żadnego z tych pierwiastków, co rodzi nowe pytania dotyczące sposobu produkcji metali szlachetnych.

Profesor Catherine Heymans z Uniwersytetu w Edynburgu i królewski astronom ze Szkocji, niezależna od zespołu badawczego, stwierdziły, że takie wyniki pomagają posunąć naukę do przodu.

„Wszechświat to niesamowite, cudowne, zaskakujące miejsce i uwielbiam sposób, w jaki rzuca na nas te tajemnice!

„Fakt, że nie daje nam odpowiedzi, których szukamy, jest wspaniały, ponieważ możemy wrócić do deski kreślarskiej, przemyśleć jeszcze raz i wymyślić lepsze teorie” – powiedziała.

Eksplozja została wykryta przez teleskopy w październiku 2022 roku. Pochodziła z odległej galaktyki oddalonej o 2,4 miliarda lat świetlnych i emitowała światło na wszystkich częstotliwościach. Jednak były one szczególnie intensywne w przypadku promieni gamma, bardziej przenikliwej formy promieni rentgenowskich.

Rozbłysk gamma trwał siedem minut i był tak potężny, że wyszedł poza zasięg, dezorientując instrumenty, które go wykryły. Kolejne odczyty wykazały, że strumień był 100 razy jaśniejszy niż wszystko, co zarejestrowano wcześniej, dzięki czemu zyskał miano „najjaśniejszego w historii” wśród astronomów, czyli „łodzi”.

Rozbłyski promieniowania gamma są powiązane z eksplozjami supernowych, ale były one zbyt jasne, aby można je było łatwo wyjaśnić. Gdyby była to supernowa, zgodnie z obecną teorią musiałaby być dość masywna.

Eksplozja była tak jasna, że ​​początkowo oślepiła instrumenty Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Teleskop zaczął działać dopiero niedawno, co było niesamowitym łutem szczęścia dla astronomów chcących badać to zjawisko, ponieważ tak potężne eksplozje zdarzają się tylko raz na 10 000 lat.

Kiedy światło przygasło, jeden z instrumentów Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba był w stanie stwierdzić, że faktycznie doszło do supernowej. Nie było to jednak tak mocne, jak się spodziewali. Dlaczego więc rozbłysk gamma był poza zasięgiem?

Doktor Peter Blanchard, który współkierował zespołem badawczym, nie wie. Ale on chce wiedzieć. Planuje zarezerwować więcej czasu w Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba na badanie innych pozostałości po supernowych.

Powiedział BBC: „Możliwe jest, że rozbłyski promieni gamma i eksplozje supernowych niekoniecznie są ze sobą bezpośrednio powiązane, ale mogą raczej zachodzić w odrębnych procesach”.

Dr Tanmoy Laskar z Uniwersytetu Utah i współkierownik badania powiedział, że siłę łodzi można wytłumaczyć sposobem, w jaki rozpyla ona strumienie materiału, co zwykle ma miejsce podczas supernowych. Ale jeśli te strumienie są wąskie, wytwarzają bardziej skupioną i jaśniejszą wiązkę światła.

„To jak skupienie wiązki latarki na wąskiej kolumnie, a nie na szerokiej wiązce rozciągającej się na całą ścianę” – powiedział. „W rzeczywistości był to jeden z najwęższych rozbłysków gamma zaobserwowanych do tej pory, co dało nam wskazówkę, dlaczego jasna zorza polarna wydaje się tak jasna”.

Ale co z brakującym złotem?

Obecna teoria, której uczy się wszystkich astronomów na uniwersytecie, głosi, że jednym ze sposobów wytwarzania ciężkich pierwiastków, takich jak złoto, platyna, ołów i uran, są ekstremalne warunki powstające podczas supernowych. Pierwiastki te są rozproszone po całej galaktyce i wykorzystywane do tworzenia planet. W ten sposób, według teorii, powstały minerały na Ziemi.

Jednak badacze nie znaleźli żadnych dowodów na obecność ciężkich pierwiastków wokół eksplodowanej gwiazdy. Czy zatem teoria jest błędna i czy ciężkie pierwiastki powstają w jakiś inny sposób, czy też powstają jedynie w supernowych w określonych warunkach?

„Teoretycy muszą cofnąć się i rozważyć, dlaczego w przypadku zdarzenia takiego jak katamaran nie powstają ciężkie pierwiastki, choć teorie i symulacje przewidują, że tak się stanie” – mówi dr Blanchard.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.