BOAT - najjaśniejsza eksplozja w kosmosie. Odkąd istnieje człowiek, nic podobnego się nie wydarzyło

Energia, jaką niesie promieniowanie elektromagnetyczne (EM), zależy od długości związanych z nim fal. Im są krótsze, tym większa energia. To dlatego promieniowanie słoneczne nas ogrzewa, ale nie czyni szkody. Silniejsze promieniowanie UV i rentgenowskie jest już niebezpieczne. Najbardziej energetyczne promieniowanie gamma dla organizmów jest zabójcze.

Dlatego astronomowie, poszukując najsilniejszych eksplozji w kosmosie, sięgają po umieszczone na orbicie Ziemi teleskopy gamma.

Dlaczego na orbicie? Bo atmosfera chroni nas przed tym promieniowaniem, a źródła na tyle silne, by ją spenetrować, wykrywamy poza Galaktyką. Jednak gdyby eksplozja taka jak BOAT miała miejsce w Drodze Mlecznej, byłby to niechybny koniec ludzkości. Takie zjawisko mogło być przyczyną wymierania ordowickiego sprzed 438 milionów lat.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Eksplozję, skutkującą strumieniem promieniowania gamma nawet 70 razy silniejszym niż wcześniej obserwowane wykryły w październiku 2022 roku obserwatoria NASA - Swift Gamma-Ray Burst Explorer i Fermi Gamma-ray Space Telescope.

Zjawisko oznaczone GRB 221009A (GRB od "gamma ray burst", czyli "błysk promieniowania gamma") określono potocznie BOAT, czyli "brightest of all time" (najjaśniejsze w historii).

Przypuszcza się też, że odkąd istnieje ludzka cywilizacja, ponad 10 tysięcy lat, do Ziemi nie dotarł silniejszy impuls promieniowania gamma.

BOAT - najsilniejsza kosmiczna eksplozja, jaką zarejestrowano, związana jest z wydarzeniem sprzed około 1,9 miliarda lat w galaktyce odległej dziś o 2,4 miliarda lat świetlnych.

BOAT prześwietlił detektory gamma w satelitach, a efekty, jakie błysk wywarł na atomy w atmosferze ziemskiej, obserwowano także na Ziemi. BOAT obserwowały teleskopy rentgenowskie, nawet Voyager 1. Wykorzystano teleskopy Webba i Hubble'a do obserwacji poświaty BOAT w podczerwieni (zdjęcie wejściowe do tekstu to obserwacja z kamery WFC3 w Hubble). Teraz przyszedł czas na podsumowanie.

GRB to obserwowane od 1967 r. krótkotrwałe emisje gamma z kosmosu, których nie przewidywano, a odkryto, poszukując czegoś innego - promieniowania związanego z testami jądrowymi w atmosferze. Od 1963 r. były one zakazane, a o ich przeprowadzanie podejrzewano Związek Radziecki.

Przez dziesiątki lat przyczyna powstawania GRB była owiana tajemnicą. Zjawiska GRB podzielono na krótkie, trwające poniżej dwóch sekund, oraz długie, które mogą trwać minuty, godziny i dłużej.

Nie brakło tłumaczenia GRB jako sygnału od obcych cywilizacji. John A. Ball z MIT sugerował, że trwający dwie tysięczne sekundy błysk gamma przeniesie informacje o całym ziemskim biosystemie w skali Wszechświata.

Dziś obserwujemy setki GRB rocznie. Komputery symulują późne etapy ewolucji gwiazd kilkadziesiąt i więcej razy masywniejszych niż Słońce. Teleskopy wykrywają obiekty i poświatę powiązaną ze zjawiskami GRB. Możemy przypisać im konkretne źródło.

Przełomowy był krótki GRB 170817A z 2017 r., powiązany z emisją fal grawitacyjnych, obserwowaną przez detektor LIGO. To wynik zlania się dwóch gwiazd neutronowych i powstania czarnej dziury. Długie błyski kojarzymy z supernową dla masywnej gwiazdy.

Każdy GRB jest unikalny. Obserwujemy ich mniej niż jeden procent, bo wiązka promieniowania koncentruje się wzdłuż tak zwanych dżetów. Błysk będzie dobrze wykrywalny wtedy, gdy dżety są skierowane w stronę Ziemi. Tak stało się w przypadku BOAT.

Astronomowie oczekiwali, że kilka tygodni po tak długim błysku pojawi się w jego miejscu jaśniejąca supernowa. Tak się nie stało.

Być może obserwacje utrudniło położenie błysku blisko dysku Galaktyki, którego materia przesłania promieniowanie. Natężenie promieniowania radiowego poświaty błysku okazało się znacznie słabsze niż spodziewane, a doskonalone od 25 lat modele GRB nie wyjaśniają natury obserwowanych dżetów.

Wiele jednak wskazuje, że źródłem jest czarna dziura. Oznaczałoby to, że BOAT to efekt zapadnięcia się supermasywnej gwiazdy do czarnej dziury z pominięciem supernowej.

Zjawiska GRB są niezwykłym naturalnym laboratorium do obserwacji interakcji materii i promieniowania w warunkach, których na Ziemi nie da się wytworzyć. Nawet w Wielkim Zderzaczu Hadronów.

BOAT to siódmy GRB, który wytworzył na niebie tak zwane pierścienie rentgenowskie. To efekt oddziaływania promieniowania z ośrodkiem międzygwiazdowym.

W przypadku BOAT zaobserwowano 20 pierścieni, w chmurach pyłu w odległości od 700 do 61 tysięcy lat świetlnych oraz w odległości do 4,6 tysiąca lat świetlnych ponad dyskiem Galaktyki. Najlepiej widoczny powstał w odległości 1300 lat świetlnych od Ziemi. I tak, nawet nie podróżując po odległych zakątkach Drogi Mlecznej, możemy ją poznawać. To duża oszczędność.

Dziś rozszyfrowywanie tajemnic GRB, powstawania galaktyk, układów planetarnych, przyczyny Wielkiego Wybuchu, wydaje się trudne do uzasadnienia. A jednak w codziennym życiu na każdym kroku spotykamy korzyści, jakie dała dociekliwość astronomów.

Radioastronomia wpłynęła na rozwój medycyny, w tym technik tomografii komputerowej czy rezonansu magnetycznego. Detektory rentgenowskie i gamma dały początek urządzeniom do skanowania na lotniskach, badania wytrzymałości struktur. Nawet zdjęcia, które wykonują dziś smartfony, są możliwe dzięki dociekliwości astronomów. A to tylko niektóre z licznych korzyści.