Záblesk světla z nově vzniklé černé díry vzdálené miliardy světelných let v prostoru a čase zasáhl loni v říjnu Zemi takovou silou, že otřásl horními vrstvami atmosféry. Byla to dosud nejjasnější zaznamenaná exploze ve vesmíru.

V nové studii, publikované v magazínu Nature Communications, tým astrofyziků upozorňuje, že výbuch otřásl zemskou atmosférou. 

Svítivost, která překonala Mléčnou dráhu

Gama záblesk (GRB z anglického Gamma ray burst) je označení pro astronomický jev, při kterém se uvolňuje nesmírné množství energie ve formě gama záření. Vzniká zejména při explozích supernov nebo při srážkách neutronových hvězd.

Když se například masivní hvězda zhroutí vlastní tíhou, vznikne na jejím místě černá díra. Materiál z obálky hvězdy, který na černou díru dopadá, vytvoří dva výtrysky opačné orientace, které obálku prorazí, rozletí se do vesmíru a šíří rentgenové a gama záření, které se vzdáleností od černé díry slábne.

Co do svítivosti jsou gama záblesky nejvýraznějšími fyzikálními jevy ve vesmíru. Jejich svítivost překoná celou naší galaxii – Mléčnou dráhu.

Záblesk označený GRB 221009A, který pronikl do atmosféry 9. října 2022, zachytily vesmírné teleskopy sledující rentgenové a gama záření včetně observatoří NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope, Neil Gehrels Swift Observatory a satelitu Wind.

Vědecké týmy ho studují už rok. Podle jejich měření byl zhruba sedmdesátkrát jasnější než dosud nejsilnější pozorované záblesky.

Vědci z univerzity v Sydney odhadují, že gama záblesk této velikosti nastává jednou za zhruba 10 000 let. To by znamenalo, že GRB 221009A byl nejsilnější záblesk během trvání naší civilizace.

Kresba znázorňující silný záblesk gama záření, který narušil atmosféru naší planety. Masivní záblesk gama paprsků přezdívaný „BOAT“ (Brightest Of All Time, nejjasnější ze všech) trval sedm minut a rozsvítil teleskopy na celém světě. | zdroj: Kredit-NASA/Swift/A. Beardmore/University of Leicester

Záblesku dali vědci příznačnou přezdívku BOAT, což je zkratka z výrazu Brightest Of All Time (Nejjasnější, který se kdy objevil). Vzplál v dalekých temnotách vesmíru, 2,4 miliardy světelných let od Země, a jeho světlo vyšlehlo s energií až 18 teraelektronvoltů.

Exploze nepředstavitelné síly

V nové studii vědci zjistili, že exploze způsobila výrazné poruchy v ionosféře, což je ionizovaná část zemské atmosféry, která začíná ve výšce zhruba 60 kilometrů a významně ovlivňuje šíření elektromagnetických signálů. Záblesk však atmosféra nepropustila. Proto ho také neznamenaly pozemské observatoře.

„V naší studii předkládáme důkazy o změnách elektrického pole ionosféry ve výšce přibližně 500 kilometrů vyvolaných silným gama zábleskem, který nastal 9. října 2022,“ píše tým vedený astrofyzikem Mirko Piersantim z Národního astrofyzikálního ústavu v Itálii.

Graf zobrazující záření gama ze záblesku GRB 221009A ve srovnání s ostatními pozorovanými gama záblesky. Data z Fermiho teleskopu ukázala, že GRB 221009A byl 70krát a vícekrát jasnější než všechny dosud pozorované záblesky. | zdroj: Profimedia/Fermilab

„Pomocí družicových pozorování i nově vyvinutého analytického modelu jsme prokázali, že GRB 221009A hluboce zasáhl do ionosférické vodivosti Země a způsobil silné poruchy nejen ve spodní části ionosféry, ale také v její horní vrstvě, ve výšce kolem 500 kilometrů,“ upozorňují výzkumníci.

Samotný gama záblesk trval jen 7 minut. Zaznamenaný účinek na ionosféru však přetrvával celých 10 hodin.

Epickou sílu výbuchu, který stvořil  BOAT, naznačuje následující srovnání: Slunce, jehož erupce vyvolávají poruchy v zemské atmosféře, je od nás vzdáleno 150 milionů kilometrů (150 x 10⁶⁾. Světlo z GRB 221009A ale muselo urazit vzdálenost 22,7 triliardy kilometrů (221,7 x 10²¹ v evropské dlouhé škále).

Hrozí blízký záblesk?

Vědci ve studii píší, že jejich poznatky nám mohou pomoci lépe pochopit a modelovat účinky vzdálených výbuchů na zemskou atmosféru a předpovědět, co by se mohlo stát, kdyby se nějaký výbuch vyskytl v naší blízkosti.

Vize Země zasažené blízkým gama zábleskem. | zdroj: Profimedia

Fotony gama záření mají ohromnou energii, vyšší než fotony ultrafialového nebo rentgenového záření. Proto dokáží ničit živou hmotu a při větší intenzitě by mohly spálit život na Zemi.

Před tímto zářením nás chrání atmosféra Země, zejména její ozonová vrstva. Pokud by ale záblesk vytryskl blíž, například ve vzdálenosti několika tisíc světelných let, atmosféra by život na Zemi ochránit nedokázala.

Za jednu z blízkých hvězd, jejíž supernova může ohrozit život na Zemi, je pokládána Eta Carinae. Tato hvězda, 140krát hmotnější než Slunce, která se nachází v souhvězdí Lodního kýlu, je od nás vzdálena „pouze“ 7 500 světelných let a její svítivost je 5milionkrát větší než svítivost Slunce.