Chiny twierdzą, że błysk GN-z11 był rekordowym rozbłyskiem gamma, ale inni astronomowie twierdzą, że to śmieci na orbicie

Mniej więcej rok temu zespół astronomów pracujących na Hawajach dostrzegł coś na nocnym niebie. Czterominutowy błysk światła.

W zależności od tego, kogo zapytasz, błysk był albo potężną eksplozją sprzed 13,4 miliarda lat – wirtualną migawką wszechświata, który istniał zaledwie 400 milionów lat po jego utworzeniu – albo odbiciem kawałka kosmicznego śmiecia krążącego leniwie w przestrzeni kosmicznej. wokół Ziemi. Skarb naukowy – lub śmieci.

Pomimo rocznej gorącej debaty i zalewu badań możemy nigdy nie wiedzieć, co spowodowało ten tajemniczy błysk, nazwany „błyskiem GN-z11” dla odległej galaktyki, z której mógł pochodzić. Ale to astronomia wysokiej stawki — kamień milowy, odkrycie definiujące karierę lub rodzaj wstydu, którego ludzie spędzają całe życie, próbując uniknąć.

Gdy astronomowie przesuwają granice technologii i wiedzy, aby zaglądać coraz dalej w kosmos, napotykają coraz więcej przeszkód. Nasze teleskopy nie są wystarczająco dobre. Nasze komputery są bardzo wolne. Nasze dane są bardzo ograniczone. Odległe obserwacje są tak delikatne i owiane niepewnością, że przelatujący kawałek kosmicznego śmiecia może wszystko zepsuć.

W 2017 roku zespół astronomów kierowany przez Linhua Jiang z Uniwersytetu Pekińskiego w Chinach zaglądał przez teleskop Keck I na Hawajach, obserwując GN-z11. Używali spektrometru na podczerwień przymocowanego do teleskopu, mając nadzieję na przeskanowanie galaktyki – która w odległości 13,4 miliarda lat świetlnych jest najstarszym i najbardziej odległym obiektem, jaki ludzkość kiedykolwiek zaobserwowała – w poszukiwaniu wskazówek dotyczących wczesnej historii galaktyki. GN-z11, podobnie jak wiele bardzo starych i odległych galaktyk, jest widoczny tylko w podczerwieni.

Nie spodziewali się, że będą świadkami eksplozji. Ale jeśli wierzyć późniejszej analizie zespołu, dokładnie tak się stało. Przez 245 sekund Keck zarejestrował coś, co wydawało się być możliwym rozbłyskiem gamma z niemowlęctwa wszechświata.

Obserwacja 13,4 miliarda lat rozbłysku gamma (GRB) byłaby głębokim fuksem z równie głębokimi implikacjami dla badania, cóż, wszystko. „GRB i związane z nimi emisje można wykorzystać do zbadania historii formowania się gwiazd i rejonizacji w erze kosmicznego świtu” – napisał Jiang i jego zespół w ich artykuł otwierający, który ukazał się w czasopiśmie naukowym Astronomia Przyrody w grudniu 2020 r.

„Rejonizacja” odnosi się do eonów pół miliarda lat po Wielkim Wybuchu, kiedy wodór stanowiący większość atomów w zjonizowanym wszechświecie i ciemnej przestrzeni stał się przezroczysty. To tajemniczy wiek – pierwsze eony światła po okresie setek milionów lat, w którym przestrzeń wirowała nieprzejrzystymi gazami.

Bycie świadkiem eksplozji w tym okresie byłoby naukowym ciosem. „Oznacza to, że rozbłyski gamma mogą być wydajnie wytwarzane w bardzo wczesnym czasie” – powiedział Jiang w wywiadzie dla The Daily Beast. Innymi słowy, eksplozje, które kojarzymy ze śmiercią gwiazd i powstawaniem czarnych dziur, zaczęły się pojawiać bardzo wcześnie. Jeśli promienie gamma eksplodowały już 13,4 miliarda lat temu, oznacza to, że wszechświat – jego struktura i mechanizmy formowania galaktyk – ewoluowały szybki za to, co widzimy wokół nas dzisiaj.

Ale inni astronomowie nie byli przekonani, że Jiang i jego zespół widzieli coś choć interesującego. Szanse na dostrzeżenie rozbłysku gamma w odległości 13,4 miliarda lat świetlnych są nieskończenie małe, zespół kierowany przez Michała Michałowskiego, astronoma z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Polsce, wyjaśniono wewnątrz Astronomia Przyrody w październiku.

W astronomii „przesunięcie ku czerwieni” to zmiana w sygnaturze podczerwieni odległej galaktyki, która pomaga nam określić jej wiek. GN-z11 ma naturalnie bardzo duże przesunięcie ku czerwieni, co sugeruje, że jest stary. Ale astronomowie nie potwierdzili, że żadne inne galaktyki są tak stare. Następna najstarsza galaktyka, EGSY8p7, ma przesunięcie ku czerwieni 8,7, co oznacza, że ​​jest prawdopodobnie o setki milionów lat młodsza od GN-z11.

Astronomowie musieliby znaleźć o wiele więcej galaktyk w wieku GN-z11 i poświęcić dużo więcej czasu na wycelowanie w nie teleskopów, aby mieć pewność, jak wygląda rozbłysk gamma z tych starożytnych galaktyk – zauważyli Michalkowski i jego zespół. „Do wykrycia tak odległych GRB potrzebna jest większa próbka galaktyk z bardzo dużym przesunięciem ku czerwieni”.

Było dużo, dużo bardziej prawdopodobne, że Jiang i jego zespół złapią odbicie odrzuconego górnego stopnia Breeze-M z 6-letniej rosyjskiej rakiety Proton. „Przeszukaliśmy Space-Track, największą publicznie dostępną bazę danych satelitów Ziemi i śmieci kosmicznych, szukając obiektu w pobliżu pozycji błysku GN-z11 w czasie obserwacji” – napisał zespół Michałowskiego. „Znaleźliśmy śmieci kosmiczne Breeze-M”.

Ten konkretny argument sprowadza się po części do zdrowego rozsądku, powiedział Michałowski The Daily Beast. „Najważniejsze jest to, że było to albo niezwykłe odkrycie czegoś, czego jeszcze nie widzieliśmy – rozbłysk gamma na przesunięciu ku czerwieni 11 – albo oczywiste wyjaśnienie z dobrze zidentyfikowanym kosmicznym śmieciem, przez który jesteśmy prawie pewni, że przeszły pole widzenia teleskopu Kecka lub tuż poza nim… ze wszystkimi właściwościami zgodnymi z byciem błyskiem.

„Każdy może wybrać dowolne wyjaśnienie, ale ja sam nie mam wątpliwości” – dodał Michałowski. Powiedział, że uważa kontrowersje za „rozwiązane”.

Jiang i jego zespół nie zgadzają się. „Sprawdziliśmy nasze zapisy i odkryliśmy, że ten satelita został odrzucony w naszej oryginalnej analizie” – wyjaśnili w nowa rola, wstępny wydruk, który pojawił się w internecie w zeszłym tygodniu, ale nie został jeszcze zrecenzowany.

Jiang i inniObliczenia grupy umieszczają pocisk rosyjskiej rakiety i potencjał błysku GN-z11 o kilka centymetrów w polu widzenia teleskopu – odległość, którą twierdzą, że powinna zapobiec pomyleniu rakiety z rozbłyskiem gamma z odległej galaktyki. Co więcej, dodali, odbicie rakiety „było znacznie słabsze niż to konieczne do wytworzenia błysku”.

Nadchodzące i odchodzące wydarzenia roku, które obejmowały dwa inne poważne zarzuty dotyczące ustaleń zespołu Jianga, zakończyły się jak dotąd impasem, bez widocznego rozwiązania. „Nigdy nie poznamy prawdziwej natury tego błysku” – powiedział Jiang.

Gdybyśmy mieli dużo dobrych danych na temat Potwierdzony rozbłyski gamma z odległości miliardów lat świetlnych, być może będziemy mogli porównać je z błyskiem GN-z11 i sprawdzić, czy pasują. Jiang powiedział, że szukał i nie mógł znaleźć nic do porównania. „Spędziłem dużo czasu na badaniach” – wyjaśnił. „Niestety nie otrzymaliśmy tych danych”.

Może się to zmienić w przyszłości. Lepsze teleskopy – takie jak nowy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, wystrzelony 25 grudnia jako świąteczna uczta – w połączeniu z bardzo potężnymi komputerami mogą pomóc nam zlokalizować i sklasyfikować odległe eksplozje. Z czasem, szczęściem i nowymi technologiami, może uda nam się przewartościować lampę błyskową GN-z11.

Ale Bing Zhang, astronom z Uniwersytetu Nevada i członek zespołu Jianga, prosi o cierpliwość. Dużo tego. „Potrzeba bardzo potężnych teleskopów, aby stale monitorować wiele odległych galaktyk, ale słabych, aby ograniczyć tempo zdarzeń typu błyskowego GN-z11” – powiedział The Daily Beast.

Możliwe, że rok temu astronomowie dostrzegli początek niemowlęctwa wszechświata. Możliwe też, że widzieli przebłysk rosyjskich kosmicznych śmieci. W najbliższej przyszłości prawdopodobnie nie dowiemy się, co to było.