Wybuch nastąpił, gdy Wszechświat liczył sobie zaledwie 5 procent swojego obecnego wieku. Zespół astronomów i teleskop kosmiczny Jamesa Webba wspólnie przyłapali „na gorącym uczynku” najwcześniejszą znaną supernową, która eksplodowała, gdy Wszechświat miał zaledwie 730 milionów lat.
Odkrycie pobiło poprzedni podobny rekord obserwacyjny JWST, którym była supernowa eksplodująca, gdy Wszechświat liczył 1,8 miliarda lat. Zespół prześledził rozbłysk gamma o oznaczeniu GRB 250314A, wykryty wcześniej w ramach projektu satelity SVOM (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), wystrzelonego na ziemską orbitę w 2024 roku i przeznaczonego do wykrywania krótkotrwałych kosmicznych zjawisk.
Rozbłysk gamma powstający w wyniku zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych lub gwiazdy neutronowej z czarną dziurą trwa zazwyczaj kilka sekund. Ten, powstały w wyniku wybuchu bardzo masywnej gwiazdy, trwał aż 10 sekund. Supernowa zazwyczaj jaśnieje gwałtownie przez kilka tygodni, a następnie powoli gaśnie. Ta supernowa rozjaśniała się jednak przez wiele miesięcy. Obserwacje teleskopem Jamesa Webba mogły więc w jej przypadku zostać przeprowadzone jeszcze w trzy i pół miesiąca po początkowym rozbłysku gamma, przy czym astronomowie przewidywali, że właśnie wtedy supernowa będzie najjaśniejsza. Z dostępnych instrumentów tylko Webb mógł też bezpośrednio (i szybko) wykazać, że obserwowane światło pochodzi właśnie z tej konkretnej supernowej – zapoczątkowanej grawitacyjnym zapadaniem się masywnej gwiazdy. To nie wszystko. Zebrane dane dowodzą, że dzięki teleskopowi Webba można znajdywać poszczególne gwiazdy istniejące w czasie, gdy kosmos miał tylko 5 procent swojego obecnego wieku.
Wyścig z czasem
Badania przebiegły dość szybko. Już w półtorej godziny po wykryciu rozbłysku gamma orbitalne obserwatorium rentgenowskie Neil Gehrels Swift zlokalizowało źródło jego promieniowania. Jedenaście godzin później teleskop Nordic Optical Telescope na Wyspach Kanaryjskich w Hiszpanii wykrył poświatę rozbłysku gamma w podczerwieni, co sugerowało, że rozbłysk mógł pochodzić z dość odległego obiektu. Cztery godziny później przyjrzał im się także teleskop ESO VLT w Obserwatorium Południowym w Chile. Dzięki tym ostatnim pomiarom oszacowano, że badany obiekt powstał 730 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Odległe i podobne
W ostatnich 50 latach wykryto tylko kilka rozbłysków gamma, które miały miejsce w ciągu pierwszego miliarda lat istnienia Wszechświata. Bez wątpienia to bardzo rzadka okazja do obserwacji jednego z nich. Supernowa jest dziś tą chronologicznie najwcześniejszą i najdalej położoną, a naukowcy porównali jej cechy do cech typowych dla współczesnych, pobliskich wybuchów supernowych. Okazało się, że są one do siebie bardzo podobne. Było to pewnym zaskoczeniem, gdyż spodziewano się, że tak odległe w czasie i przestrzeni zjawiska, w przypadku GRB 250314A związane też z dużo bardziej masywną gwiazdą zawierającą znacznie mniej pierwiastków ciężkich, będą wyglądały inaczej. Tymczasem różnice są, ale niewielkie.
Webb wykazał więc, że ta pradawna supernowa wygląda niemal dokładnie tak samo, jak współczesne supernowe. A do ustalenia, dlaczego właściwie tak jest, potrzebne są nowe badania i dodatkowe dane obserwacyjne. Tymczasem zespół naukowy opracował już plany wykorzystania JWST do dalszego zgłębienia wiedzy na temat rozbłysków gamma we wczesnym Wszechświecie. Naukowcy chcą wykorzystać ten teleskop kosmiczny do prób uchwycenia poświaty rozbłysków gamma i sygnatur ich macierzystych galaktyk.
Czytaj więcej:
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Źródło: Astronomy.com
Na ilustracji:
Naukowcy skierowali teleskop Jamesa Webba bezpośrednio na rozbłysk gamma. Uzyskano obraz supernowej i dane na temat galaktyki, w której się pojawiła. Źródło: NASA/ESA/CSA/STScI/A. Levan (IMAPP)/Przetwarzanie obrazu: A. Pagan (STScI).
