Explozie dintr-o galaxie îndepărtată sau reflexie a unui gunoi spaţial? Observaţia unui telescop a stârnit o dezbatere aprinsă între savanţii chinezi şi polonezi

Explozie galaxie FOTO captură Daily Beast

În urmă cu aproximativ un an, o echipă de astronomi care lucra în Hawaii a zărit un fulger de lumină pe cerul nopţii care a strălucit patru minute lungi, relatează Daily Beast.

Acea străfulgerare a fost fie o explozie puternică de acum 13,4 miliarde de ani - o imagine a universului aşa cum a existat la doar 400 de milioane de ani de la formarea sa - sau o reflexie a unei bucăţi de gunoi spaţial care se învârtea leneş în jurul Pământului. Comoară ştiinţifică sau gunoi, depinde pe cine întrebi.

În ciuda unui an de dezbateri aprinse şi a unor valuri de studii, este posibil să nu ştim niciodată ce a cauzat acest bliţ misterios numit „ licărirea GN-z11” în galaxia îndepărtată unde s-ar fi putut origina. Dar aceasta este o astronomie cu mize mari – fie o descoperire de referinţă care marchează o carieră, fie o eroare colosală pe care savanţii muncesc o viaţă întreagă să o evite.

Pe măsură ce astronomii forţează limitele tehnologiei şi ştiinţei pentru a privi din ce în ce mai departe în spaţiu, se confruntă cu tot mai multe obstacole. Telescoapele noastre nu sunt suficient de bune, calculatoarele noastre prea lente, iar datele noastre prea firave. Observaţiile asupra spaţiului îndepărtat sunt atât de delicate şi învăluite în incertitudine, încât o bucată de gunoi spaţial care pluteşte prin spaţiu poate strica totul.

În 2017, o echipă de astronomi condusă de Linhua Jiang, de la Universitatea din Beijing din China, privea prin telescopul Keck I din Hawaii, făcând observaţii asupra GN-z11. Ei foloseau un spectrometru în infraroşu ataşat la telescop, aşteptându-se să scruteze cu ajutorul lui o galaxie, care, aflată la 13,4 miliarde de ani lumină distanţă, este cel mai vechi şi mai îndepărtat obiect pe care umanitatea l-a observat vreodată, în căutarea unor indicii despre istoria timpurie a universului. GN-z11, ca multe galaxii foarte vechi şi foarte îndepărtate, este vizibilă doar în infraroşu.

Nu se aşteptau să fie martorii unei explozii. Dar, dacă aveţi încredere în analiza ulterioară a echipei, exact asta s-a întâmplat. Timp de 245 de secunde, Keck a înregistrat ceea ce părea a fi o posibilă explozie de raze gamma de la începuturile universului.

Observarea unei explozii de raze gamma, sau GRB, veche de 13,4 miliarde de ani, ar fi un adevărat noroc, cu implicaţii la fel de profunde pentru studiul a absolut tot ce ţine de univers . „GRB-urile şi emisiile asociate pot fi folosite pentru a investiga istoria formării stelelor şi reionizării în era zorilor cosmice”, au scris Jiang şi echipa sa în lucrarea lor iniţială , care a apărut în revista ştiinţifică Nature Astronomy, în decembrie 2020.

„Reionizarea” se referă la eonii la jumătate de miliard de ani după Big Bang, când hidrogenul care formează majoritatea atomilor din univers s-au ionizat şi spaţiul tulbure a devenit transparent. Este o epocă misterioasă – primii eoni de lumină după o perioadă de sute de milioane de ani în care mediul spaţial se învârtea în mijlocul unor gaze opace.

A fi martor la o explozie din acel interval de timp ar însemna să dai lovitura din punct de vedere ştiinţific. „Aceasta presupune că exploziile de raze gamma pot fi produse în mod eficient la un moment foarte timpuriu”, a spus Jiang pentru The Daily Beast. Cu alte cuvinte, exploziile pe care le asociem cu moartea stelelor şi cu crearea găurilor negre au început să aibă loc foarte devreme. Dacă razele gamma au izbucnit în urmă cu 13,4 miliarde de ani, înseamnă că universul – structura şi mecanismele sale de formare a galaxiilor – a evoluat rapid în ceea ce vedem în jurul nostru astăzi.

Dar alţi astronomi nu erau convinşi că Jiang şi echipa sa au văzut ceva prea interesant. Şansele de a întrezări o explozie de raze gamma la 13,4 miliarde de ani lumină distanţă sunt infinitezimale, a explicat o echipă condusă de Michał Michałowski, astronom la Universitatea Adam Mickiewicz din Polonia, în ediţia revistei Nature Astronomy din octombrie.

În astronomie, o „deplasare spre roşu” (modificarea lungimii de undă ca o măsură a distanţei de obiectul observat -n.red) este schimbarea semnăturii infraroşii a unei galaxii îndepărtate care ne ajută să-i determinăm vârsta. GN-z11 are în mod natural o deplasare către roşu foarte mare, ceea ce sugerează că este străvechi. Dar astronomii nu au confirmat până acum nicio altă galaxie atât de veche - nici pe departe. Următoarea în timp este galaxia EGSY8p7 cu o deplasare spre roşu de 8,7, ceea ce înseamnă că este probabil cu sute de milioane de ani mai tânără decât GN-z11.

Astronomii ar trebui să găsească mult mai multe galaxii în intervalul de vârstă al GN-z11 şi să petreacă mult mai mult timp îndreptând telescoapele spre ele pentru a fi siguri că ştiu să recunoască o explozie de raze gamma în aceste galaxii străvechi, au remarcat Michalkowski şi echipa sa. „Este nevoie de un eşantion mai mare de galaxii cu deplasare spre roşu foarte mare pentru a detecta astfel de GRB-uri îndepărtate.”

Era mult, mult mai probabil ca Jiang şi echipa sa să fi captat de fapt o reflexie a stadiiului superior Breeze M al unei rachete ruseşti Proton veche de 6 ani. „Am căutat în Space-Track, cea mai mare bază de date disponibilă public de sateliţi ai Pământului şi resturi spaţiale, un obiect apropiat de poziţia GN-z11-flash în momentul observaţiilor”, a scris echipa lui Michałowski. „Am găsit resturile spaţiale ale Breeze-M.”

Acest argument special se reduce, în parte, la bunul simţ, a spus Michałowski pentru The Daily Beast. „Concluzia este că, fie a fost o descoperire extraordinară a ceva ce nu am văzut încă – o explozie de raze gamma la deplasarea roşie 11 – fie o explicaţie evidentă implicând un rest spaţial bine identificat, despre care suntem siguri că a trecut prin câmpul telescopului Keck sau chiar în afara lui... cu toate proprietăţile compatibile cu a fi un bliţ.

„Fiecare poate alege explicaţia pe care o preferă, dar eu nu am îndoieli”, spune Michałowski, pentru care controversa este „rezolvată”.

Jiang şi echipa sa nu sunt de acord. „Ne-am uitat în arhivele noastre şi am constatat că acest satelit a fost exclus în analiza noastră iniţială”, au explicat ei într-  nouă lucrare, a cărei variantă preprint a apărut online săptămâna trecută, dar nu a fost încă revizuită de către colegi.

Calculele lui Jiang şi echipei sale au plasat carcasa rachetei ruseşti şi potenţialul fulger GN-z11 la câţiva centimetri în câmpul vizual al telescopului - o distanţă despre care au susţinut că ar trebui să excludă orice confuzie între rachetă şi o explozie de raze gamma din galaxia îndepărtată. În plus, au adăugat ei, reflexia rachetei „a fost mult mai slabă decât ceea ce era necesar pentru a produce străfulgerarea”.

O dezbatere întinsă pe parcursulunui an, care a inclus alte două critici majore la adresa concluziilor echipei Jiang, s-a încheiat până acum într-un impas: „Nu vom şti niciodată adevărata natură a acestui fulger”, a spus Jiang.