W marcu 2024 roku chińska sonda kosmiczna Einstein Probe, zaprojektowana do detekcji wysokoenergetycznych zjawisk rentgenowskich, zarejestrowała coś, co wprawiło naukowców w osłupienie. Tajemniczy kosmiczny wybuch, składający się z dwóch oddzielnych rozbłysków, nie pasuje do żadnego znanego typu erupcji we wszechświecie. To odkrycie otwiera nowy rozdział w astrofizyce i rzuca wyzwanie naszej wiedzy o ekstremalnych zdarzeniach kosmicznych.

Wystrzelona w 2024 roku na niską orbitę okołoziemską, sonda Einstein Probe to wspólny projekt Chińskiej Akademii Nauk i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Jej głównym zadaniem jest skanowanie nieba w poszukiwaniu krótkotrwałych, wysokoenergetycznych emisji promieniowania rentgenowskiego. To właśnie te zjawiska są kluczem do zrozumienia dynamicznych procesów we wszechświecie – od umierających gwiazd po czarne dziury rozrywające swoje ofiary.

Sonda okrąża Ziemię co 96 minut i jest w stanie przeskanować niemal całe nocne niebo co około pięć godzin, co czyni ją niezwykle efektywnym „łowcą” kosmicznych erupcji. Zebrane przez nią dane są następnie wykorzystywane do szczegółowych badań uzupełniających z użyciem innych instrumentów, zarówno naziemnych, jak i kosmicznych.

Tajemniczy sygnał EP240305a

5 marca 2024 roku Einstein Probe zarejestrowała jedno z takich zdarzeń, nazwane EP240305a. Był to niezwykły przejściowy błysk rentgenowski, który wymyka się wszelkim znanym kategoriom. Zjawisko to składało się z dwóch intensywnych rozbłysków promieniowania X, oddzielonych przerwą trwającą około 200 sekund. Pierwszy rozbłysk trwał blisko dwie minuty, natomiast drugi, wykryto po wspomnianych 200 sekundach, świecił przez nieco ponad cztery minuty.

Śledztwo wielozakresowe i kosmiczne „odciski palców”

Intrygujące zachowanie EP240305a skłoniło naukowców do natychmiastowego działania. Przez kolejne tygodnie po początkowym wybuchu skierowali oni szereg teleskopów naziemnych i kosmicznych na obszar, z którego nadszedł sygnał. Zebrano dane w różnych długościach fal: rentgenowskich, podczerwonych, optycznych i radiowych.

Analiza tych danych ujawniła specyficzne wzorce zanikania: promieniowanie rentgenowskie osłabło po kilku dniach, natomiast emisje radiowe powoli wygasały przez kilka tygodni. Te unikalne „odciski palców” były kluczem do porównania EP240305a z innymi znanymi zjawiskami kosmicznymi.

Niezgodność z znanymi scenariuszami

Ku zaskoczeniu badaczy, żaden ze znanych typów przejściowych zdarzeń rentgenowskich nie pasował do obserwowanych wzorców emisji EP240305a. Rozważano kilka hipotez:

• Zdarzenia rozerwania pływowego (Tidal Disruption Events), gdzie supermasywna czarna dziura rozrywa przechodzącą gwiazdę, emitują światło przez miesiące, a nawet lata – co jest znacznie dłużej niż w przypadku EP240305a.
• Rozbłyski gwiezdne mają emisje radiowe, które zanikają zaledwie po kilku godzinach, a nie tygodniach.
• Inne typy błysków rentgenowskich o podobnych skalach czasowych nie emitują w ogóle sygnałów radiowych.

Błysk gamma bez promieni gamma?

Naukowcy odkryli, że najbardziej zbliżonym typem zjawiska, które mogłoby pasować do zachowania EP240305a, są błyski gamma (GRB). Te najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie zazwyczaj powstają w wyniku śmierci masywnych gwiazd lub zderzeń gwiazd neutronowych. Problem polegał jednak na tym, że nie wykryto żadnych promieni gamma, które są nieodłączną cechą GRB.

„W przypadku EP240305a obecne dane nie pozwalają nam jednoznacznie ustalić pochodzenia GRB, dlatego konserwatywnie klasyfikujemy to zjawisko jako przejściowy błysk podobny do GRB, lecz ciemny w promieniach gamma (gamma-ray-dark GRB-like transient), lub szerzej, jako pozagalaktyczny szybki przejściowy błysk rentgenowski” – wyjaśnili badacze w artykule opublikowanym 13 czerwca w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Naukowcy sugerują, że jeśli sygnał pochodził z błysku gamma, to strumień promieni gamma mógł być skierowany z dala od Ziemi, albo też był otoczony przez materię, która ukryła lub zredukowała wyemitowane promieniowanie gamma.

Co dalej?

Odkrycie EP240305a to fascynujący przypadek, który podkreśla, jak wiele tajemnic wciąż kryje kosmos. Zbieranie danych na temat tego i innych nietypowych przejściowych zdarzeń rentgenowskich jest kluczowe dla naukowców, aby móc ostatecznie zrozumieć ich naturę i odkryć nowe, nieznane dotąd mechanizmy kosmicznych eksplozji. Einstein Probe dopiero rozpoczęła swoją misję, a już dostarcza nam materiału do przemyśleń i rewolucjonizuje nasze postrzeganie dynamicznego wszechświata.