Tämä GRB on "erilainen kuin kaikki muut 50 vuoden aikana havaitut GRB:t", kertoo Antonio Martin-Carrillo, tähtitieteilijä University College Dublinista, Irlannista, ja yksi uuden havainnon tutkimuksen pääkirjoittajista. Tutkimus julkaistiin äskettäin "The Astrophysical Journal Letters"-lehdessä.

GRB:t ovat maailmankaikkeuden voimakkaimpia räjähdyksiä. Ne syntyvät katastrofaalisissa tapahtumissa, kuten massiivisten tähtien kuollessa voimakkaissa räjähdyksissä tai mustien aukkojen hajottamana. Niiden kesto on yleensä millisekunteja tai minuutteja, mutta tämä signaali – GRB 250702B [1]  – kesti noin päivän. Se on ”100–1000 kertaa pidempi kuin useimmat GRB:t”, sanoo Andrew Levan, tähtitieteilijä Radboudin yliopistosta Alankomaista ja tutkimuksen toinen pääkirjoittaja.

"Vielä tärkeämpää on, että gammasäteilyn purkaukset eivät toistu koskaan, koska niiden aiheuttaja on katastrofaalinen tapahtuma", Martin-Carrillo sanoo. Tästä gammasäteilyn purkauksesta saatiin ensimmäinen havainto 2. heinäkuuta NASA:n Fermi-gammasäteilyn avaruusteleskoopilta. Fermi havaitsi lähteestä useiden tuntien aikana peräti kolme purkausta. Jälkikäteen havaittiin myös, että lähde oli ollut aktiivinen lähes päivää aiemmin. Tämä havainto saatiin Einstein Probelta, Kiinan tiedeakatemian, Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ja Max Planckin avaruusfysiikan instituutin yhteiseltä röntgenalueen avaruusteleskoopilta. Näin pitkää ja toistuvaa GRB:tä ei ole koskaan ennen nähty.

Näistä havainnoista saatiin GRB:n sijainti vain likimääräisesti, ja paikka oli jossain tähtien täyttämässä galaksimme tasossa. Siksi tutkimusryhmä kääntyi ESO’s VLT:n puoleen löytääkseen kohteen tarkan paikan. ”Ennen näitä havaintoja tähtitieteilijöiden keskuudessa yleinen käsitys oli, että tämän GRB:n täytyy olla galaktista alkuperää. VLT muutti tämän paradigman perusteellisesti”, sanoo Levan, joka työskentelee myös Warwickin yliopistossa Isossa-Britanniassa.

Tutkijat löysivät VLT:n HAWK-I-kameran avulla todisteita siitä, että lähde saattaa itse asiassa sijaita toisessa galaksissa. Tämä vahvistettiin myöhemmin NASA:n ja ESA:n Hubble-avaruusteleskoopilla. ”Löytömme oli huomattavasti jännittävämpi. Se, että tämä kohde on galaksimme ulkopuolella, tarkoittaa, että se on huomattavasti voimakkaampi”, Martin-Carrillo sanoo. Isäntägalaksin koko ja kirkkaus viittaavat siihen, että se saattaa sijaita muutaman miljardin valovuoden päässä, mutta etäisyyden tarkentamiseksi tarvitaan lisää tietoa.

GRB:n taustalla oleva tapahtuma on edelleen arvoitus. Yksi mahdollinen skenaario on massiivisen tähden romahtaminen, jolloin vapautuu valtava määrä energiaa. "Jos kyseessä on massiivisen tähden romahdus, se on sellainen, mitä emme ole koskaan ennen nähneet", sanoo Levan. Vastaavassa tapauksessa GRB olisi kestänyt yleensä vain muutaman sekunnin. Toinen vaihtoehto on musta aukko, joka repii tähden kappaleiksi. Tämä voisi tuottaa päivän kestävän GRB:n, mutta räjähdyksen muiden ominaisuuksien selittämiseksi tarvitaan epätavallinen tähti, jonka vielä epätavallisempi musta aukko tuhoaa. [2] 

Tutkiakseen GRB:tä lisää, tutkimusryhmä on seurannut räjähdyksen jälkitapahtumia erilaisilla teleskoopeilla ja instrumenteilla, kuten VLT:n "X-shooter"-spektrografilla ja James Webb -avaruusteleskoopilla, joka on NASA:n, ESA:n ja Kanadan avaruusjärjestön yhteinen projekti. Tieto, että räjähdys tapahtui toisessa galaksissa, on avainasemassa sen syyn selvittämisessä. "Emme ole vielä varmoja tapahtuman syistä, mutta tämän tutkimuksen avulla olemme ottaneet valtavan askeleen eteenpäin tämän hyvin epätavallisen ja jännittävän kohteen ymmärtämisessä", Martin-Carrillo sanoo.

[1] Kohde tunnetaan myös nimellä GRB 250702BDE. GRB:t nimetään numerolla, joka ilmaisee niiden havaitsemispäivän, ja sen jälkeen kirjaimella, jos kyseisenä päivänä havaittiin useampi kuin yksi purkaus. Purkaukset B, D ja E liittyvät kaikki samaan kohteeseen.

[2] Kirjoittajat kannattavat mallia, jossa valkoinen kääpiö tuhoutui niin sanotun keskimassaisen mustan aukon vaikutuksesta. Valkoinen kääpiö on pieni, hitaasti jäähtyvä tähden ydin, joka jää jäljelle, kun aurinkomme kaltainen tähti kuolee. Keskimassaiset mustat aukot ovat 100–100 000 kertaa aurinkoa massiivisempia. Useimpien tunnettujen mustien aukkojen massa on huomattavasti suurempi tai pienempi, ja keskimassaiset mustat aukot tunnetaan edelleen huonosti.

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltä: "The day long, repeating GRB 250702B: A unique extragalactic transient" (doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/adf8e1), joka julkaistaan The Astrophysical Journal Letters -julkaisussa.

Tutkimusryhmässä mukana ovat olleet:  A. J. Levan (Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University, Alankomaat [Radboud]), A. Martin-Carrillo (School of Physics and Centre for Space Research, University College Dublin, Irlanti [UCD]), T. Laskar (Department of Physics & Astronomy, University of Utah, Yhdysvallat), R. A. J. Eyles-Ferris (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Yhdistynyt kansakunta [Leicester]), A. Sneppen (Niels Bohr Institute, University of Copenhagen [NBI] ja The Cosmic Dawn Centre [DAWN], Tanska), M. E. Ravasio (Radboud ja INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Italia [INAF-Brera]), J. C. Rastinejad (Center for Interdisciplinary Exploration ja Research in Astrophysics [CIERA] ja Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, Yhdysvallat), J. S. Bright (Astrophysics, Department of Physics, University of Oxford, Yhdistynyt kansakunta), F. Carotenuto (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italia [INAF-Roma]), A. A. Chrimes (European Space Agency [ESA], European Space Research and Technology Centre [ESTEC], Alankomaat, ja Radboud), G. Corcoran (UCD), B. P. Gompertz (School of Physics ja Astronomy and Institute for Gravitational Wave Astronomy, University of Birmingham, Yhdistynyt kuningaskunta [UBham]), P. G. Jonker (Radboud), G. P. Lamb (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Yhdistynyt kuningaskunta), D. B. Malesani (NBI and DAWN), A. Saccardi (Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, Ranska), J. Sánchez-Sierras (Radboud), B. Schneider (Aix Marseille Univ., CNRS, CNES, LAM,  [amU]), S. Schulze (CIERA), N. R. Tanvir (Leicester), S. D. Vergani (LUX, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Ranska), D. Watson (NIB and DAWN), J. An (National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences [NAOC] ja School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences, Chinese Academy of Sciences, Kiina), F. E. Bauer (Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá, Chile), S. Campana (INAF-Brera), L. Cotter (UCD), J. N. D. van Dalen (Radboud), V. D’Elia (Space Science Data Center - Agenzia Spaziale Italiana, Italy), M. De Pasquale (MIFT Department, University of Messina, Italia), A. de Ugarte Postigo (amU), Dimple (UBham), D. H. Hartmann (Clemson University, Department of Physics ja Astronomy, Yhdysvallat), J. Hjorth (DARK, NIB), L. Izzo (INAF, Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Italia ja DARK, NIB), P. Jakobsson (Centre for Astrophysics and Cosmology, Science Institute, University of Iceland, Islanti, A. Kumar (Department of Physics, Royal Holloway - University of London, Yhdistynyt kuningaskunta), A. Melandri (INAF-Roma), P. O’Brien (Leicester), S. Piranomonte (INAF-Roma), G. Pugliese (Anton Pannekoek Institute of Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat), J. Quirola-Vásquez (Radboud), R. Starling (Leicester), G. Tagliaferri (INAF-Brera), D. Xu (NAOC) ja M. E. Wortley (UBham).  

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa ALMA-observatriota Chajnantorilla. ALMA tekee havaintoja millimetri- ja alimillimetrin alueella. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta taivaalle katsovaa silmää”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä, ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.