Другого липня 2025 року телескоп NASA Fermi зафіксував щось небачене за понад 50 років спостережень за гамма-спалахами: вибух у глибинах космосу, який не стихав майже сім годин поспіль, повторюючись хвилями. Дослідження, опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters, підтверджують — GRB 250702B є найтривалішим і, за розрахунками JWST, найенергетичнішим гамма-спалахом, коли-небудь зафіксованим людством. Науковці з університетів Бірмінгема, Північної Кароліни, Портсмута та десятків інших установ об’єднались, щоб розгадати цю загадку, — але переконливої відповіді поки що немає.
Що відомо коротко
- 2 липня 2025 року гамма-монітор Fermi спрацював тричі за кілька годин із одного напрямку — щось таке в просторі не відбувалося жодного разу за всю статистику з ~15 000 зафіксованих спалахів
- Рентгенівський телескоп Einstein Probe виявив передвісник вибуху за добу до нього — 1 липня, що теж унікально
- Телескоп JWST визначив відстань до джерела: z = 1,036, тобто близько 8 мільярдів світлових років; лише в гамма-промінні вибух виділив не менше 2,2 × 10⁵⁴ ерг — це вводить його до топ-20 найенергетичніших GRB в каталозі
- GRB 250702B у 100–1000 разів триваліший за звичайні довгі гамма-спалахи; для порівняння, навіть рекордний попередній гігант GRB 111209A значно поступається тривалістю
- Яскравої наднової поруч із джерелом не виявлено — хоча менш яскрава може ховатися в густому пилу галактики-господаря
Що таке гамма-спалахи і чому цей особливий
Гамма-спалахи (GRB) — найпотужніші вибухи у Всесвіті після Великого вибуху. Їх фіксують у середньому раз на день де-небудь у небі; більшість тривають від мілісекунд до кількох хвилин. Короткі — менше двох секунд — виникають при злитті двох нейтронних зірок або нейтронної зірки з чорною дірою. Довгі — зазвичай при колапсі масивної зірки в чорну діру, коли релятивістський джет прошиває зоряну оболонку і летить майже зі швидкістю світла.
Але GRB 250702B не вписується ні в ту, ні в іншу категорію. Окрім рекордної тривалості, він демонструє повторювані спалахи — явище, яке в 50-річній історії спостережень гамма-спалахів до цього не зустрічалося жодного разу. «Це у 100–1000 разів довше за більшість гамма-спалахів», — зазначає співавтор дослідження Ендрю Леван.
Порівняйте: дивний радіосигнал, що повторювався раз на годину, вже ставив астрономів у глухий кут — тут же мова йде про повторювані гамма-вибухи в масштабі, який взагалі виходить за межі відомої фізики.
Деталі відкриття: як телескопи стежили за вибухом
GRB 250702B одночасно спостерігали п’ять високоенергетичних орбітальних місій: Fermi-GBM, Swift, Einstein Probe, Konus-Wind і SVOM. Наземні телескопи — близнюки Gemini в Чилі та Гаваї, VLT Європейської південної обсерваторії і обсерваторія Кека — зафіксували затухаюче післясвічення.
Вибух народився в масивній галактиці, насиченій пилом. Пил поглинав весь видимий діапазон — для звичайних телескопів джерело було практично невидиме. Лише в інфрачервоному та рентгенівському діапазонах вдалося відстежити і спалах, і його залишки.
Через 51 день після події команда Бенджаміна Гомперца (Університет Бірмінгема) навела на це місце спектрограф NIRSpec телескопа Джеймс Вебб. Вебб ідентифікував вузькі лінії водневої емісії з червоним зміщенням z = 1,036 ± 0,004. Це дало ключове: точну відстань, а отже й точну потужність вибуху. За цим розрахунком GRB 250702B вивільнив більше енергії навіть за знаменитий GRB 221009A — так званий BOAT (Brightest Of All Time), зафіксований у 2022 році.,
Що показали нові спостереження
Команда Брендана О’Коннора (Університет Карнегі-Меллона) зібрала рентгенівські дані з трьох обсерваторій — Swift, NuSTAR і Chandra — від 12 годин після відкриття до 65 днів потому. Дані принесли ще більше питань.
GRB 250702B не вписувався ні в клас ультрадовгих гамма-спалахів, ні в клас TDE (Tidal Disruption Events) — подій, де зірку розривають припливні сили чорної діри. Деякі властивості збігалися з першим класом, інші — з другим. «Ця подія не відповідає жодній відомій моделі», — підсумували дослідники.
Ще один незвичний факт: вибух не стався в центрі галактики, де зазвичай живуть надмасивні чорні діри. Дані JWST зафіксували джерело поблизу однієї зі структур у хмарі газу, збагаченій активним зореутворенням, — що лишає відкритим питання про природу «центрального двигуна», який живив цей вибух майже добу.
Чому це важливо для науки
За 52 роки спостережень було зафіксовано понад 15 000 гамма-спалахів. GRB 250702B — єдиний у своєму роді. Дослідники оцінюють частоту таких подій у більш ніж у 1000 разів рідше за звичайні довгі GRB і більш ніж у 100 000 разів рідше за звичайні колапсари (вибухи наднових).
Якщо ця подія — результат нового, раніше невідомого механізму, це відкриє цілий нерозвіданий клас явищ у фізиці зірок і чорних дір. Як і у випадку із наднової з галактики XII століття, де аналіз унікального об’єкта перекроїв розуміння цілого класу вибухів, — так і тут одна аномалія може переписати цілий розділ астрофізики.
Можливі пояснення: три гіпотези
Вчені поки розглядають кілька сценаріїв, жоден з яких не є переконливо доведеним:
1. Чорна діра, що впала в зірку («helium merger»). Найімовірнішою вважається версія, яку запропонувала дослідниця NASA Goddard Еліза Нейтс: злиття чорної діри зі зіркою-компаньйоном, майже чистою по гелію. Якщо чорна діра повільно поглинала гелієву зірку через спільну оболонку, це могло живити тривалий джет значно довше, ніж звичайний колапс.
2. Зірка, розірвана проміжно-масивною чорною дірою (IMBH TDE). Деякі параметри вибуху узгоджуються зі сценарієм, де зірку розриває чорна діра проміжної маси — об’єкт між «зоряними» (~десятки сонячних мас) і надмасивними (~мільярди). Такі чорні діри практично не підтверджені спостереженнями, що робило б це відкриття вдвічі революційним. Проте розташування вибуху не в центрі галактики ускладнює цю версію.
3. Незвичний колапс масивної зірки. Можливо, GRB 250702B — просто надзвичайно рідкісний варіант «стандартного» колапсару, де зірка-прекурсор мала незвичайну структуру або оточення. Однак відсутність типової яскравої наднової типу Ic-BL цей сценарій не підтримує.
Цікаві факти
- 🔭 Завдяки пилу в галактиці-господарі вибух був практично невидимий у видимому світлі — лише інфрачервоні та рентгенівські спостереження розкрили його справжній масштаб
- ⚡ Навіть «найяскравіший з усіх часів» BOAT 2022 року поступається GRB 250702B за сумарною енергетикою, за розрахунками JWST
- 📡 Спостереження GRB 250702B тривають досі: астрономи здійснюють довгостроковий рентгенівський моніторинг в очікуванні «ключового» ознаки TDE — раптового вимкнення рентгенового випромінювання
- 🌌 Схожа загадка — незрозумілий сигнал із мертвої еліптичної галактики — також залишається без пояснення, нагадуючи, що космос регулярно ламає наші класифікації
FAQ
Чим GRB 250702B відрізняється від усіх попередніх гамма-спалахів? Трьома речами водночас: рекордною тривалістю (~7 годин активної гамма-емісії плюс добовий рентгенівський передвісник), повторюваними спалахами (небачене явище за 50 років) і відсутністю яскравої наднової — хоча зазвичай довгі GRB її супроводжують.
Чому телескоп Джеймс Вебб був важливий для цього відкриття? JWST визначив точне червоне зміщення джерела (z = 1,036), що дозволило розрахувати відстань і справжню енергетику вибуху. Без цього вимірювання вчені не знали б, чи це близький слабкий сплеск, чи далекий і колосальний.
Чи безпечний такий вибух для Землі? Абсолютно. GRB 250702B стався 8 мільярдів років тому в далекій галактиці. Навіть якби подібний вибух трапився в нашій Галактиці, він мав би бути спрямований прямо на Землю своїм джетом, щоб стати небезпечним — а ймовірність цього вкрай мала.