GRB 160425A: dwa rozbłyski gamma w 4 minuty zaskoczyły astronomów

Nietypowe zdarzenie otrzymało oznaczenie GRB 160425A i zostało opisane w "Nature Astronomy". W ramach jednej obserwacji zarejestrowano dwa odrębne rozbłyski gamma: najpierw krótki, a chwilę później długi, przy czym oba pochodziły z tego samego rejonu nieba. To wyjątkowa sekwencja, bo wcześniej nie udało się uchwycić dwóch różnych typów rozbłysków gamma następujących po sobie w jednej lokalizacji i w tak krótkim odstępie.

Podwójny rozbłysk został uchwycony 25 kwietnia 2016 r. przez kosmiczne obserwatorium Swift. Obserwacje z orbity były kluczowe, ponieważ atmosfera Ziemi nie przepuszcza promieniowania gamma. Badacze wskazują, że źródłem emisji była odległa galaktyka (lub galaktyki w trakcie łączenia) – na tyle daleka, że światło związane ze zdarzeniem potrzebowało 5,5 mld lat świetlnych, by dotrzeć do naszej planety.

Pierwszy z wybuchów, nazwany G1, trwał 1,7 sekundy, co wpisuje go w kategorię rozbłysków krótkotrwałych. Drugi, oznaczony jako G2, utrzymywał się ponad 51 sekund, a więc zalicza się do rozbłysków "długich". Zwykle długie rozbłyski gamma łączy się z wybuchami supernowych bardzo masywnych gwiazd, natomiast krótkie najczęściej wiąże się ze zderzeniami wyjątkowo gęstych obiektów, takich jak gwiazdy neutronowe lub czarne dziury.

Główny autor analiz, Bing Zhang z University of Hong Kong, ocenia, że tak mała różnica czasu między dwoma różnymi typami rozbłysków sugeruje raczej wspólne pochodzenie, a nie przypadek. Podkreśla też, że prawdopodobieństwo zwykłego zbiegu okoliczności jest bliskie zeru. O tym zdarzeniu mówi wprost jako o jedynym dotąd znanym przypadku o tak nietypowej cesze.

Z oszacowań opartych na ilości uwolnionej energii wynika, że pierwszy rozbłysk odpowiadał energii emitowanej przez Słońce przez miliardy lat. Drugi miał być około trzykrotnie potężniejszy – na poziomie, którego nasza gwiazda nie wytworzyłaby nawet w całym okresie swojego istnienia. Dodatkowym utrudnieniem dla obliczeń jest to, że promieniowanie było skupione w wąskich strugach, co ogranicza precyzję w określaniu faktycznej skali eksplozji.

Zespół rozważał pięć możliwych scenariuszy wyjaśniających nietypową sekwencję, w tym czysty przypadek, dwa niezależne zdarzenia w jednej galaktyce czy też nietypową ewolucję pojedynczego obiektu prowadzącą do dwóch różnych emisji. W każdym wariancie pojawiają się jednak zasadnicze trudności, a proponowane rozwiązania wypadają jako skrajnie mało prawdopodobne. Szacowana szansa na dwie eksplozje w tym samym miejscu i czasie mieści się w przedziale od 8 na 10 bilionów do 2 na bilion. Bing Zhang zaznacza, że to zdarzenie realnie podważyło dotychczasowe rozumienie rozbłysków gamma.

Obserwacja GRB 160425A otwiera nowe pytania zarówno o pochodzenie rozbłysków gamma, jak i o sam podział na kategorie "krótkie" oraz "długie". Badacze zwracają uwagę, że podobne przypadki mogą wymusić tworzenie nowych modeli teoretycznych oraz rewizję utrwalonych schematów interpretacji. Wyniki analiz i wnioski opublikowano w czasopiśmie "Nature Astronomy".