Vad är egentligen gammablixtar? Dessa korta pulser, kallade gamma-ray bursts (GRB) på engelska, upptäcktes på 70-talet av satelliter med uppdrag att kolla efter olagliga kärnvapentester. På 90-talet stod det klart att de kom från mycket stora avstånd i universum, och att de orsakades av jetstrålar med hastigheter som närmar sig ljusets. När lysande material rör sig snabbt mot observatören blir enligt relativitetsteorin våglängden kortare och intensiteten högre. Länge var det dock oklart vad som kunde orsaka dessa relativistiska flöden.
För nästan 20 år sedan etablerades att de längre gammablixtarna skapas i samband med supernovor – massiva stjärnor som störtar samman och vars kärnor bildar svarta hål eller neutronstjärnor och ibland ger också upphov till gammablixtar.
Forskare har däremot haft svårt att bestämma vilken av två huvudsakliga teorier bäst förklarar blixtens jetstråle. Skapas den av starkt magnetisk neutronstjärna (en så kallad magnetar) – eller av ett svart hål, som antingen ger energi tack vare att det drar åt sig materia eller genom att dess rotationsenergi omvandlas via magnetiska processer?
Supernovorna som låg bakom gammablixtarna tycktes ha samma kraftkälla, radioaktivitet, som vanliga supernovor, även om ovanligt stora mängder radioaktivitet krävdes. De radioaktiva atomerna bildades i explosionen, tänkte man, vilket kunde förklaras i alla fall i svarta hål-fallet (som kallas kollapsarmodellen) om det fanns en het vind från skivan runt det svarta hålet.
Nästa kapitel öppnades runt 2011 tack vare upptäckten av så kallade superluminösa supernovor. Länge fanns få mätningar av dessa, men för 3-4 år sedan kom betydligt fler. Det visar sig att radioaktivitet räcker inte för att förklara varför dessa supernovor lyser så starkt. Vissa av explosionerna såg ut att behöva ha skapat fler atomer av nickel-56 (supernovornas viktigaste kraftkälla) än den exploderande stjärnans totala massa, vilket förstås inte går. Man började spekulera i om energikällan kanske inte alls var radioaktivitet utan någonting helt annat. De ledande teorierna var energi från en nyfödd magnetisk neutronstjärna (som i magnetarmodellen) som snurrar snabbt, ackretionsenergi från ett svart hål (som i kollapsarmodellen), eller kanske energi som alstras när material från supernovan kolliderar med tätt material som finns runt omkring den. Efter att kollapsarmodellen under många år varit favoriten för de flesta gammablixtforskare, fick magnetarmodellen en skjuts framåt. De superljusstarka supernovor kunde förklaras väl i detta scenario.
Under 2011-2014 upptäcktes en ny slags GRBs, så kallade ultralånga gammablixtar, av NASA:s rymdteleskop Swift. Dessa lyser under många minuter sekunder istället för runt 10 sekunder som är typiskt för de långa blixtarna. De nya ultralånga blixtarna tolkades som explosioner av större stjärnor än normalt. Men ingen av blixtarna tycktes ske samtidigt som en supernova. Ett helt annan scenario, gravitationell tidvatten-sönderslitning av en stjärna nära ett svart hål (en så kallad tidal disruption event), tycktes nu också kunna förklara mätningarna.
År 2015 kom det dock fram att en ultralång gammablixt hade sällskap av en supernova, SN 2011kl, och därmed försvagades idén om tidvatten-stjärnsönderslitning. Denna supernova var tre gånger ljusstarkare än den tidigare mest ljusstarka gammablixt-supernovan (SN 1998bw), och gav därmed en länk mellan gammablixtarna och de superluminösa supernovorna. Supernovans spektrum påminde också mer om en superluminös supernova än om SN 1998bw. Nyligen kunde denna länken stärkas genom jämförelser mellan hur superluminösa supernovor och gammablixt-supernovor utvecklas medan de bleknar.
Magnetarmodellen fick sig dock nyligen en törn i en studie av astronomerna Ben Gompertz och Andy Fruchter. I denna argumenterar författarna för jetstrålen i gammablixten SN 2011kl var ovanligt bred, något som i sin tur krävde en blixt med oerhört mycket energi. Tillsammans med supernovans energi behövdes mer än vad en magnetar maximalt kan ge (20 gånger mer än en vanlig supernova). Lösningen? Ett svart hål och kollapsarmodellen har en större energibudget och kan enklare förklara stora energier, skriver forskarna.
Men sista ordet är inte skrivet. En möjlig kraftkälla är en neutronstjärna (eller magnetar) som snurrar så fort att den nästan går sönder. Kan det vara rätt? Vi får se. Jakten på lösningen till gammablixtarnas mysterium går vidare!
