O explozie de raze gamma a pulsat timp de aproape o lună, doborând recordul anterior
Astronomii au înregistrat cea mai lungă activitate a unui motor central al unei explozii de raze gamma observată vreodată. Evenimentul, denumit GRB 220706A, a avut o activitate care a durat aproximativ 27 de zile în cadrul de referință propriu al exploziei, depășind recordul anterior cu circa 20 de zile. Cercetarea, publicată pe serverul de preprint arXiv pe 18 septembrie, explorează diferite mecanisme care ar putea alimenta această explozie enigmatică.
Un subgrup rar de explozii
Exploziile de raze gamma sunt printre cele mai energetice explozii din univers și sunt de obicei asociate fie cu prăbușirea stelelor masive în găuri negre – producând explozii de lungă durată, adesea însoțite de o supernovă – fie cu fuziunea stelelor neutronice, care generează explozii de scurtă durată. Exploziile gamma ultra-lungi reprezintă o subclasă rară în care obiectul care alimentează explozia rămâne activ mai mult decât în cazul exploziilor tipice. Există doar câteva exemple confirmate, iar cauza lor rămâne dezbătută. Înțelegerea a ceea ce alimentează aceste explozii rare ajută la explicarea modului în care mor stelele masive și ce tip de obiect compact rămâne în urmă.
Observații multiundă de aproape un an și jumătate
GRB 220706A a fost detectată pentru prima dată pe 6 iulie 2022, iar explozia a continuat să emită pulsuri în raze X timp de aproape o lună. Echipa condusă de Benjamin P. Gompertz de la Universitatea din Birmingham a realizat un studiu detaliat, multiundă, al acestui eveniment misterios. Cercetătorii au folosit date în raze X de la Swift X-ray Telescope, Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) și Chandra X-ray Observatory, imagini optice și infraroșii de la patru telescoape terestre diferite, precum și observații radio și milimetrice de la NOEMA și Karl G. Jansky Very Large Array (VLA). Aceste observații de urmărire au acoperit perioada de la aproximativ 100 de secunde după explozia inițială până pe 5 octombrie 2023.
Al optulea cel mai lung din toate
Echipa a constatat că GRB 220706A se clasează pe locul al optulea cel mai lung dintre 549 de explozii gamma analizate. Explozia inițială a durat aproximativ 15,6 ore, depășind chiar și explozia ultra-lungă considerată anterior „arhetipală”. Observațiile în raze X au relevat o activitate repetată de pulsuri care a continuat aproximativ 51 de zile după detectarea inițială. Deoarece GRB 220706A se află la un redshift de 0,8577, universul s-ar fi extins semnificativ în timp ce lumina sa a călătorit spre noi, întinzând intervalul de timp dintre semnale. După corectarea pentru redshift, pulsuri în raze X au rămas active cel puțin 27 de zile în cadrul de referință propriu al exploziei – cu aproximativ 20 de zile mai mult decât deținătorul anterior al recordului pentru pulsuri întârziate.
O explozie „întunecată” și praf cosmic
Analizele suplimentare au arătat că lumina optică a exploziei a fost mult mai slabă decât ar fi prezis strălucirea sa în raze X, ceea ce o clasifică drept o explozie „întunecată”. O explicație probabilă este extincția substanțială cauzată de praf în galaxia gazdă, care ar putea ascunde emisia de afterglow. La aproximativ 17 zile după explozie a apărut o lumină optică suplimentară, consistentă cu apariția prezisă a unei componente de supernovă. În funcție de cantitatea de lumină presupusă a fi blocată de praf, această supernovă pare remarcabil de luminoasă, posibil suficient de strălucitoare pentru a se califica drept „supernovă superluminoasă”, o categorie mult mai rară de explozie stelară. Dacă va fi confirmat, ar fi primul caz în care o explozie de raze gamma și o supernovă superluminoasă au loc împreună în același eveniment.
Ce ar putea fi?
Echipa a explorat mai multe explicații posibile, dar niciuna nu se potrivește perfect. Acreditarea unei găuri negre dintr-o stea progenitoare masivă și extinsă este plauzibilă, dar acest scenariu împinge modelele standard la limitele lor. Un motor de magnetar funcționează pentru alte explozii ultra-lungi, dar ar putea necesita ajustări semnificative ale parametrilor în acest caz. Un eveniment de perturbare tidală, care apare atunci când o stea este sfâșiată de o gaură neagră, este geometric posibil dată fiind poziția exploziei în centrul galaxiei, dar comportamentul său în raze X și optic semăna mai degrabă cu o explozie gamma standard. Echipa a favorizat în cele din urmă moartea unei stele prin colaps, însoțită de o supernovă, pe baza similarităților cu un caz confirmat anterior. Totuși, niciun mecanism propus nu pare să explice clar fiecare detaliu observat. Echipa notează de asemenea că lumina suplimentară interpretată ca supernovă ar putea fi de fapt un counterpart optic neobișnuit al pulsurilor continue în raze X, mimând prin coincidență strălucirea și momentul unei supernove.
