Skepsis: Er mystisk gammaglimt overhovedet mystisk?

BBC, NASA, The Independent, New Scientist, Daily Mail, The Indian Express, Videnskab.dk…

Medier verden over har i det seneste døgn skrevet om et usædvanligt gammaglimt – udbrud af gammastråling, som anses for at være de mest kraftfulde begivenheder i universet.

Gammaglimtet, som netop er blevet beskrevet i hele fem studier, bliver kaldt for »mærkeligt,« »mystisk,« »et paradigmeskifte« og »anderledes end alt andet, vi tidligere har set.«

Men en dansk medforfatter til et af studierne afslører nu, at han ikke er fuldstændig overbevist om, at gammaglimtet overhovedet er så mystisk og usædvanligt, som de nye studier konkluderer.

»Studiet har lagt sig fast på en bestemt fortolkning af fundet. Men jeg må indrømme, at jeg ikke selv er 100 procent sikker på, at fortolkningen er rigtig,« siger Johan Fynbo, som er professor ved The Cosmic Dawn Center på Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Han mener blandt andet, at støv i universet kan have forstyrret målingerne og dermed fået gammaglimtet til at fremstå mere enestående og usædvanligt, end det egentlig er.

\ Læs mere

Mystisk gammaglimt forbløffer astronomer: »Hvad sker der?«

Overraskelse: Ingen supernova

Gammaglimtet, som er hovedperson i historien, bærer navnet ’GRB 211211A’. Da det blev opdaget 11. december 2021, varede selve udbruddet af gammastråling omkring et minut.

Et gammaglimt på et minuts varighed er et længerevarende et af slagsen, og gængse teorier siger, at den slags gammaglimt stammer fra supernovaer - store stjerner, som eksploderer og dør. Men denne gang kunne forskerne ikke finde spor efter en supernova.

»Vi brugte de mest kraftfulde teleskoper i verden og i rummet til at lede efter det typiske supernova-lys, som kommer i kølvandet på en stjernes død. Men til min store overraskelse fandt vi det ikke,« siger førsteforfatter på et af studierne i Nature, Eleonora Troja, som er astrofysiker og lektor ved Universitet i Rom til Videnskab.dk.

En kilonova?

I stedet for en supernova fandt forskerne derimod spor efter et langt mere sjældent og usædvanligt fænomen: En kilonova.

En kilonova er et kort udbrud af synligt og infrarødt lys – en slags sjælden lillebror til supernovaer, som stammer fra voldsomme sammenstød i rummet.

Der findes kun ganske få observationer, som menes at være kilonovaer. Den mest sikre blev opdaget i 2017.

»De forskere, som har drevet studiet frem, har en bestemt fortolkning af data, som siger, at der er tale om en kilonova. Det skyldes, at lyset ikke minder om lyset fra en supernova. I stedet har lyset egenskaber, som netop minder om kilonovaen fra 2017,« siger Johan Fynbo.

Måske kan vi ikke se supernovaen

Han påpeger, at det er fundet af kilonovaen – altså lyset, som kom i kølvandet på selve gammaglimtet – som netop gør ’GRB 211211A’ til noget helt særligt.

»Der var ikke nogen, som havde forventet, at et langt gammaglimt kunne medføre en kilonova. Men jeg er bare heller ikke helt sikker på, at det virkelig er en kilonova,« siger Johan Fynbo.

Han tilføjer, at der er en mulighed for, at vores teleskoper bare ikke kan se lyset fra supernovaen.

Ifølge beregningerne i de nye studier stammer ’GRB 211211A’ fra udkanten af en galakse, som befinder sig cirka 1 milliard lysår fra jorden – for et gammaglimt er det meget tæt på os.

»Men der er en lille mulighed for, at gammaglimtet slet ikke stammer fra den galakse, som vi kan se tæt på det. Måske findes der en galakse inde bagved gammaglimtet, som vi bare ikke kan se. Det kan være tilfældet, hvis den er fuld af støv,« fortæller Johan Fynbo.

Støv kan blokere for supernova

Hvis du ser på billedet nedenfor, befinder ’GRB 211211A’ sig i den røde cirkel. Lige til venstre for den røde cirkel, kan man tydeligt se en galakse.

Bagved ’GRB 211211A’ er det mørkt – der er altså ingen tegn på skjulte galakser længere væk – men ifølge Johan Fynbo kan det altså skyldes, at støv blokerer for lyset fra galaksen.

»Der kunne potentielt godt være en supernova i forbindelse med gammaglimtet, men hvis der er masser af støv i galaksen, kan det blokere for det optiske lys fra supernovaen. Den mulighed mener jeg, at man bør holde åben,« fortæller Johan Fynbo.

Hvis scenariet, som Johan Fynbo opridser, er rigtigt, vil ’GRB 211211A’ altså være et mere eller mindre normalt længerevarende gammaglimt, som kommer fra en supernova.

Forsker: Det er som en mordgåde

I studiet forlyder det imidlertid, at denne type scenarie er »usandsynligt«, idet beregninger indikerer, at der er mindre end 1 procents chance for, at ’GRB 211211A’ i stedet stammer fra et skjult, bagvedliggende objekt.

Johan Fynbos kollega, astronom Daniele Bjørn Malesani, mener da også, at det er »meget usandsynligt«, at ’GRB 211211A’ stammer fra en støvet galakse, som vi ikke kan se.

»Johan er en glimrende astronom, og jeg synes, det er prisværdigt, at han vil udelukke alle muligheder i sagen. Det er ligesom en mordsag. Man skal helst holde alle muligheder åbne, før man lægger sig fast på en teori, så man ikke ender med at sende en uskyldig i fængsel,« siger Daniele Bjørn Malesani, som også er medforfatter til to ud af de fem nye studier, som beskriver gammaglimtet.

»I det her tilfælde, tror jeg bare ikke, at scenariet, som Johan nævner, er særlig sandsynligt. Men det er stadig fint, at han ønsker at tjekke og være fuldstændig sikker.«

Ingen tegn på supernova

Han tilføjer, at forskerne faktisk har »lavet alle mulige tests og undersøgelser« for at se, om der skulle gemme sig en skjult galakse bagved gammaglimtet.

»Vi har sågar brugt et af de bedste teleskoper, rumteleskopet Hubble, til at kigge efter en galakse, men vi kan ikke se den. Man kan selvfølgelig altid lede mere for at se, om vi har overset noget, men det er meget usandsynligt, for normalt ser vi altid værts-galaksen til gammaglimt, når vi kigger med Hubble,« siger Daniele Bjørn Malesani, som er gæsteforsker ved Cosmic Dawn Centret på Københavns Universitet.

Forskerne har i dette tilfælde ikke været i stand til direkte at måle afstanden til gammaglimtets oprindelse.

Hvis det havde været muligt at måle afstanden, ville man med sikkerhed kunne sige, om ’GRB 211211A’ kommer fra udkanten af galaksen, som ’kun’ er 1 milliard lysår borte – sådan som studierne konkluderer – eller om den kommer fra en skjult galakse, som befinder sig længere væk, forklarer Daniele Bjørn Malesani.

Ser ud til at være 'tæt' på

»Men der er andre ting, som indirekte peger på, at gammaglimtet ikke opstod meget langt borte. Der er nogle specielle træk, som vi ser ved de fleste meget fjerne gammaglimt, men som vi ikke har set her,« siger Daniele Bjørn Malesani.

Med andre ord peger det altså ikke på, at gammaglimtet kan komme fra en fjern, skjult galakse.

»Men jeg indrømmer gerne, at det ikke er et endeligt bevis. Hvis man ikke ser noget, betyder det ikke nødvendigvis, at det ikke findes,« siger Daniele Bjørn Malesani.

To tilgange til uventede fund

Han påpeger, at diskussionen er et glimrende eksempel på, hvad der typisk skaber en god, videnskabelig debat: Udforskningen af noget uventet eller ukendt.

»Når man står overfor noget uventet, kan man grundlæggende have to tilgange til det. Den ene er at gå ud fra, at man har opdaget noget nyt. Men det er et stort skridt at tage. Den anden og mere konservative tilgang er at forsøge at forklare fænomenet uden at tilføje noget nyt til historien,« siger Daniele Bjørn Malesani.

Han påpeger, at begge tilgange er vigtige for videnskaben; den 'konservative' tilgang er med til at sørge for, at forskere ikke hele tiden tror, at de har fundet noget spritnyt, mens den anden tilgang er med til at holde forskerne åbne overfor nye opdagelser.

»I det her tilfælde er der en lille mulighed for, at en række af særlige tilfælde gør sig gældende, som betyder, at vi kan forklare gammaglimtet med de gængse teorier. Men på et tidspunkt bliver det lidt for usandsynligt, at alle disse tilfældigheder kan forekomme, og så bliver det mere plausibelt, at man har opdaget noget nyt,« siger Daniele Bjørn Malesani.

Her mener Daniele Bjørn Malesani altså, at det er mest sandsynligt, at forskerne har opdaget noget nyt: Et længerevarende gammaglimt i selskab med en kilonova frem for en supernova. Johan Fynbo derimod tror fortsat på muligheden for en supernova.

Hvorfor er det vigtigt?

Nu tænker du måske: En kilonova eller en supernova – hvor vigtigt kan det lige være, om gammaglimtet hænger ud med det ene eller det andet?

Men forskellen har afgørende betydning, fordi de to fænomener bliver skabt af to vidt forskellige begivenheder, forklarer forskerne.

En supernova er som sagt en gammel stjerne, der eksploderer og dør.

Men en kilonova opstår derimod, når der sker et meget voldsomt sammenstød, som involverer neutronstjerner; ekstremt kompakte og tunge, små stjerner.

Et vildt sammenstød

I forbindelse med ’GRB 211211A’ er det altså enten to neutronstjerner, som er stødt sammen, eller også er en neutronstjerne stødt sammen med et sort hul (se faktaboks) – og det er altså dette kosmiske sammenstød, som har skabt gammaglimtet, lyder forskernes analyse i studierne.

»Det kommer som en overraskelse, for det passer slet ikke med de teorier og modeller over gammaglimt, som vi har haft siden 1990’erne. Vi er nødt til at gentænke, hvordan det kan lade sig gøre. Lige nu ved vi det faktisk ikke,« siger Daniele Bjørn Malesani.

Han forklarer, at forskerne hidtil har inddelt gammaglimt i to forskellige typer:

• Lange gammaglimt varer mere end to sekunder - typisk omkring et minut. De bliver udsendt, når en kæmpestor stjerne eksploderer og dør – ved en supernova. Det er dog kun en brøkdel af alle supernovaer, som udsender gammaglimt.
• Korte gammaglimt varer under to sekunder. Forskernes modeller siger, at de udsendes, når to neutronstjerner støder sammen, og det blev også bekræftet ved en sensationel måling med tyngdebølger i 2017 – læs mere her. Dengang fandt man også en kilonova.

Derfor peger det på neutronstjerne-ophav

Ifølge de nye studier bryder ’GRB 211211A’ altså med de gængse teorier, fordi det er et langt gammaglimt, som - modsat normalen - tilsyneladende kommer fra et neutronstjernesammenstød.

Det er fundet af kilonovaen, som viser, at gammaglimtet stammer fra det voldsomme sammenstød, lyder argumentet.

»En kilonova har meget specielle karakteristika, og grundlæggende er det vores bedste bevis for, at gammaglimtet stammer fra et sammenstød med en neutronstjerne. For det er kun neutronstjerne-sammenstød, som giver anledning til de her karakteristika,« siger Daniele Bjørn Malesani.

Han påpeger, at ’GRB 211211A’s placering i udkanten af den synlige galakse også passer med, at der er tale om et neutronstjernesammenstød.

»Supernovaer opstår i centrum af galakser, mens neutronstjerner mere strejfer rundt. Så derfor passer det fint med argumentet om et neutronstjernesammenstød, at vi ser gammaglimtet i udkanten af galaksen,« forklarer Daniele Bjørn Malesani.

ALMA kan afgøre sagen

Professor Johan Fynbo håber på, at astronomer i den kommende tid vil få lov til at studere området bag ’GRB 211211A’ med et bestemt teleskop, kaldet ALMA, som står i Chile.

»ALMA er meget sensitivt og godt til at måle udsendelse af støv. Så jeg er ret sikker på, at vi i den kommende tid vil se, at astronomer vil tjekke området med ALMA,« siger Johan Fynbo.

»Det er muligt at ALMA ikke finder nogen tegn på støv, og så må den mulighed afvises. Men så står fortolkningen i studierne endnu stærkere, og så har vi en ny situation, hvor kilonovaer pludselig også kan komme fra lange gammaglimt og ikke kun fra de korte,« tilføjer han.

Daniele Bjørn Malesani siger, at han også håber, at radioteleskopet ALMA vil forsøge at kigge i retning af ’GRB 211211A’, men han påpeger, at teleskopet er eftertragtet og derfor svært at få lov til at bruge.

»ALMA er juvelen inden for astronomi. Så det ville være skønt, hvis ALMA kunne kigge efter en potentielt skjult galakse bag gammaglimtet. Det er altid en fordel at være så sikker som muligt,« slutter han.

\ Læs mere

Mystisk gammaglimt forbløffer astronomer: »Hvad sker der?«

\ Læs mere

Gammaglimt afslører kosmisk kæmpekollision