GRB221009A zarejestrowano w odległości ok. 2,4 mld lat świetlnych od Ziemi. Zdarzenie – powiązane z eksplozją supernowej – uwolniło ogromną ilość energii, a część sygnału trafiła do ziemskich instrumentów. Szczególną uwagę przyciągnęła detekcja pojedynczego fotonu o wyjątkowo wysokiej energii, który stał się kluczowym elementem dalszych analiz.
Najbardziej intrygujące jest to, że foton miał pokonać międzygalaktyczną przestrzeń, choć zgodnie z przyjętymi teoriami powinien zostać po drodze "zgaszony". Wszechświat wypełnia bowiem kosmiczne tło mikrofalowe – pozostałość po Wielkim Wybuchu – a obecność tego promieniowania w całej przestrzeni ma prowadzić do pochłaniania lub rozpraszania tak wysokoenergetycznych cząstek na ogromnych dystansach.
Impuls do ponownego przyjrzenia się sprawie dała aktualizacja danych pomiarowych z rosyjskiego obserwatorium Carpet. Po korekcie okazało się, że energia wykrytego fotonu była większa, niż sądzono wcześniej, co jeszcze bardziej utrudnia wyjaśnienie, w jaki sposób mógł on dotrzeć do Ziemi. Giorgio Galanti z Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF) wskazywał, że kluczowe pytanie brzmi: jak to możliwe, iż foton przetrwał podróż, która – według znanej fizyki – powinna go unicestwić.
DLA CIEBIESamsung - przegląd oferty lodówek
Badacze rozpatrzyli dwa scenariusze. Pierwszy zakłada istnienie cząstek typu axion-like particles (ALPs), które mogłyby pozwalać fotonom "przeskakiwać" w inne cząstki i ponownie wracać do postaci fotonu, omijając część ograniczeń wynikających z oddziaływań w przestrzeni kosmicznej. Problem polega na tym, że dotychczasowe modele przewidywały taki mechanizm przede wszystkim dla fotonów o mniejszych energiach.
Drugi trop dotyczy ewentualnej modyfikacji jednego z filarów szczególnej teorii względności – niezmienniczości Lorentza – w reżimie ekstremalnie wysokich energii.
W wariancie uwzględniającym wpływ kwantowej grawitacji przyjmuje się, że fotony o bardzo wysokich energiach mogłyby przemieszczać się przez międzygalaktyczną przestrzeń z mniejszymi "stratami", co pomagałoby pogodzić teorię z obserwacją na Ziemi. Zestawienie podejścia z ALPs oraz możliwości naruszenia niezmienniczości Lorentza doprowadziło do propozycji wyjaśnienia zgodnego z danymi.
Ważnym sprawdzianem tego pomysłu miało być wystąpienie efektu czasowego: mniej energetyczne fotony gamma powinny dotrzeć po głównym rozbłysku z opóźnieniem. Taki sygnał rzeczywiście zarejestrowano w przypadku BOAT.
Marco Roncadelli z INFN, współautor opracowania, podkreślał, że szczególnie istotne jest połączenie dwóch koncepcji, które dotąd rozwijano osobno. Jeśli przyszłe pomiary potwierdzą zaproponowaną interpretację, Wszechświat mógłby pełnić rolę naturalnego laboratorium do badania kwantowej grawitacji przy energiach, których nie da się uzyskać na Ziemi.
Choć GRB221009A pozostaje zdarzeniem wyjątkowym, naukowcy zakładają, że kolejne podobne rozbłyski gamma będą w przyszłości rejestrowane, co pozwoli sprawdzać przedstawione hipotezy. Wyniki badań zaakceptowano do publikacji w "Physical Review Letters", a opracowanie udostępniono także w repozytorium ArXiv.
Redaktor serwisu WP Tech. Od ponad 10 lat codziennie pisze o astronomii, astrofizyce, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od samego początku stara się zostać prawdziwym kronikarzem pierwszych kroków ludzkości ku gwiazdom. Tak się dobrze złożyło, że przypadło mu żyć w czasach, w których ludzkość dokonuje fenomenalnych odkryć i po raz pierwszy w historii ma szansę zajrzeć na kres wszechświata i postawić stopę na innej planecie. Poza pracą - miłośnik psów i wielokilometrowych spacerów po lasach Wielkopolski.
