Μία από τις πιο εντυπωσιακές εκρήξεις στο μακρινό Σύμπαν μπορεί να ήταν πολύ πιο σύνθετη από ό,τι θεωρούσαν μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι. Η GRB 220101A, που εντοπίστηκε την 1η Ιανουαρίου 2022 από το διαστημικό παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift, έχει προσελκύσει εκ νέου το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας, καθώς νέα μελέτη προτείνει ότι πίσω από την τεράστια έκλυση ενέργειας μπορεί να κρύβονται δύο διαδοχικές εκρήξεις σουπερνόβα, η δημιουργία μιας μαύρης τρύπας αλλά και η γέννηση ενός πάλσαρ.
Η GRB 220101A βρίσκεται σε ερυθρομετατόπιση περίπου 4,61, γεγονός που σημαίνει ότι το φως της ταξίδεψε για δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι να φτάσει στη Γη. Πρόκειται επίσης για μία από τις πιο ενεργητικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα που έχουν παρατηρηθεί, με την ισοτροπικά ισοδύναμη ενέργειά της να υπολογίζεται σε περισσότερα από 10⁵⁴ erg. Προγενέστερες παρατηρήσεις είχαν εκτιμήσει την ενέργεια περίπου στα 2,5 έως 3 × 10⁵⁴ erg.
Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τον αστροφυσικό Ρέμο Ρουφίνι, παρουσιάζει ένα ιδιαίτερα σύνθετο σενάριο για την προέλευση της έκρηξης. Σύμφωνα με το μοντέλο, ένα ιδιαίτερα μαζικό και ισχυρά μαγνητισμένο άστρο, με πυρήνα άνθρακα και οξυγόνου περίπου δέκα φορές μεγαλύτερο από τη μάζα του Ήλιου, αποτελούσε μέρος ενός συστήματος μαζί με έναν λευκό νάνο και έναν αστέρα νετρονίων.
Η κατάρρευση του πυρήνα του άστρου φέρεται να προκάλεσε ένα ιδιαίτερο είδος έκρηξης, το οποίο οι ερευνητές αποκαλούν «HB supernova», προς τιμήν του Ινδού φυσικού Χόμι Μπάμπα. Η έκρηξη δημιούργησε ένα τεράστιο νέφος ύλης, αποτελούμενο από ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, το οποίο στη συνέχεια αλληλεπίδρασε με τον λευκό νάνο που βρισκόταν κοντά.
Το εντυπωσιακότερο στοιχείο της θεωρίας είναι ότι η αλληλεπίδραση αυτή φέρεται να προκάλεσε, μόλις 3,5 δευτερόλεπτα αργότερα, μια δεύτερη έκρηξη σουπερνόβα και τον σχηματισμό ενός νέου αστέρα νετρονίων. Στη συνέχεια, το υλικό της έκρηξης αλληλεπίδρασε με τον γειτονικό αστέρα νετρονίων, δημιουργώντας το ισχυρότερο επεισόδιο εκπομπής της GRB 220101A και έναν εξαιρετικά ισχυρό σχετικιστικό πίδακα.
Η διαδικασία, σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν σταμάτησε εκεί. Η συνεχιζόμενη συσσώρευση ύλης πάνω στον αστέρα νετρονίων τον έκανε να περιστρέφεται ολοένα ταχύτερα. Η περίοδος περιστροφής του υπολογίζεται ότι έφτασε περίπου στο 1,3 χιλιοστό του δευτερολέπτου, μετατρέποντάς τον ουσιαστικά σε ένα εξαιρετικά γρήγορο πάλσαρ. Η αλληλεπίδρασή του με τα υπολείμματα της έκρηξης θα μπορούσε στη συνέχεια να εξηγήσει την εκπομπή που παρατηρήθηκε σε ακτίνες Χ, οπτικό και ραδιοφωνικό μήκος κύματος.
Παράλληλα, η συσσώρευση ύλης σε έναν άλλο αστέρα νετρονίων θα μπορούσε, σύμφωνα με το ίδιο μοντέλο, να τον οδηγήσει στην κατάρρευση και στη δημιουργία μιας μαύρης τρύπας με μάζα περίπου 2,3 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Η μαύρη τρύπα θα μπορούσε να συνδέεται με την εκπομπή ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας που παρατηρήθηκε μετά το αρχικό επεισόδιο.
Η εικόνα είναι εντυπωσιακή, όμως δεν θεωρείται ακόμη αποδεδειγμένη. Η GRB 220101A έχει μελετηθεί από πολλά διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια και τα δεδομένα της θεωρούνται από τα πληρέστερα που έχουν συγκεντρωθεί για τόσο μακρινή έκρηξη. Ήδη από το 2022, ανεξάρτητες μελέτες είχαν επισημάνει την τεράστια ενέργειά της και είχαν προσπαθήσει να προσδιορίσουν τον μηχανισμό παραγωγής της ακτινοβολίας.
Ωστόσο, το γεγονός ότι τα δεδομένα μπορούν να περιγραφούν από ένα τόσο σύνθετο μοντέλο δεν σημαίνει απαραίτητα ότι αυτό είναι και το πραγματικό σενάριο. Μία απλούστερη εξήγηση, που καταλήγει στον σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας χωρίς την παρουσία του συγκεκριμένου πάλσαρ και της δεύτερης σουπερνόβα, μπορεί επίσης να είναι συμβατή με τις παρατηρήσεις.
Έτσι, η GRB 220101A παραμένει ένα από τα πιο ενδιαφέροντα «εργαστήρια» για τη μελέτη των ακραίων φαινομένων του Σύμπαντος. Αν η νέα ερμηνεία επιβεβαιωθεί, θα πρόκειται για ένα εξαιρετικά σπάνιο κοσμικό γεγονός, στο οποίο μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα θα μπορούσαν να έχουν συνυπάρξει διαδοχικές εκρήξεις, αστέρες νετρονίων, ένας πάλσαρ και τελικά μια μαύρη τρύπα. Προς το παρόν, πάντως, οι ίδιοι οι ερευνητές της ευρύτερης κοινότητας αντιμετωπίζουν το σενάριο με την απαραίτητη επιστημονική επιφύλαξη.
Με πληροφορίες από NewScientist / arXiv
