Czy da się usłyszeć narodziny jednej z najbardziej ekstremalnych gwiazd we Wszechświecie? Zespół kierowany przez Run-Chao Chena (Uniwersytet Nankiński) twierdzi, że tak — i wskazuje na 160-milisekundowy, okresowy „puls” wyłowiony z danych rozbłysku GRB 230307A. To pierwszy bezpośrednio zaobserwowany sygnał periodyczny millisekundowego magnetara wewnątrz rozbłysku gamma. Innymi słowy: nauka właśnie zarejestrowała pierwsze uderzenie kosmicznego serca.
Co właściwie wykryto i dlaczego to jest wyjątkowe
GRB 230307A — drugi najjaśniejszy rozbłysk gamma w historii obserwacji — dotarł do nas 7 marca 2023 r. i trwał około 200 sekund. Choć tak długie rozbłyski zwykle łączymy z supernowymi, w tym przypadku widmo i ewolucja pojaśnień pasowały do… zderzenia dwóch gwiazd neutronowych (kilonowej). To już drugi tak nietypowy przypadek po GRB 211211A z 2021 r., co sugeruje, że część „długich” GRB może mieć inne pochodzenie niż sądziliśmy.
Kluczowy szczegół pojawił się 24,4 sekundy po początku rozbłysku: słaba, lecz spójna fluktuacja promieniowania gamma trwająca zaledwie 160 ms, odpowiadająca pulsacji ~909 Hz. Analiza oparta na danych z chińskich satelitów GECAM (oraz potwierdzona instrumentami NASA Fermi GBM) wskazuje, że to ślad ultraszybkiej rotacji „noworodka” — magnetara powstałego tuż po połączeniu gwiazd neutronowych.
Skąd bierze się ten puls
Wyjaśnienie jest bezlitosne w swojej prostocie: niezwykle szybki obrót nowo narodzonego magnetara odciska sygnał okresowy na dżecie gamma poprzez gigantyczne pole magnetyczne. Ale ten „metrynom” nie tyka stale w naszych danych. Strumień szybko ewoluuje i tylko na moment staje się asymetryczny — wtedy puls wybija się ponad szum, po czym znika. Wniosek: dżet był zdominowany przez energię pól magnetycznych (Poynting-flux dominated), co otwiera nową ścieżkę interpretacji podobnych zjawisk.
Magnetary z ognia i furii
Magnetary to gwiazdy neutronowe z polami magnetycznymi tysiąc razy silniejszymi niż u typowych „neutronówek”. Dotąd nie było jasne, czy i jak często rodzą się w zderzeniach. GRB 230307A (i wcześniej GRB 211211A) dorzucają twardych danych: długotrwała emisja, ale sygnatura kilonowej, a teraz jeszcze bezpośredni puls noworodka. To spina teorię z obserwacjami i wzmacnia tezę, że część najjaśniejszych GRB napędzają świeżo powstałe magnetary, a nie od razu czarne dziury.
Ciężkie pierwiastki, wieloaspektowa astronomia i co dalej
GRB 230307A już wcześniej zasłynął identyfikacją ciężkich pierwiastków (m.in. telluru) w danych JWST — twardy dowód, że kilonowe są kuźniami „metali” cięższych od żelaza. Dodanie „bicia serca” magnetara do układanki sprawia, że następne kampanie obserwacyjne będą polować na podobne sygnały równolegle w gamma, optyce/IR i — co kluczowe — w falach grawitacyjnych (LIGO/Virgo/KAGRA). To jest właśnie astronomia wieloaspektowa w praktyce: jeden kosmiczny wybuch, a trzy kanały informacji o fizyce materii w ekstremum.
Dlaczego powinno Cię to obchodzić
Bo to przestawia wajchę w rozumieniu najbardziej energetycznych eksplozji we Wszechświecie. Pokazuje, że nowo narodzone magnetary mogą przetrwać sam moment połączenia i działać jako potężne „silniki” promieniowania. A dla nas — ludzi z małej, niebieskiej planety — to kolejny krok w opanowywaniu alfabety Wszechświata: odczytujemy już nie tylko światło i fale grawitacyjne, ale nawet ultrakrótkie, milisekundowe dudnienia serc gwiazd z materii jądrowej.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy .