Gammastrålning, korta och intensiva blixtar av energisk strålning som kommer från yttre rymden, är de ljusaste explosionerna i universum. Eftersom gammastrålar blockeras av atmosfären, skurarna upptäcktes av misstag i slutet av sextiotalet av Vela-satelliterna, försvarssatelliter skickade för att övervaka konstgjorda kärnvapenexplosioner i rymden.

Sedan deras upptäckt har utbrotten stått i fokus för uppmärksamheten med flera dedikerade satelliter som lanserats för att utforska deras ursprung. I slutet av nittiotalet insåg man att långa skurar (som varar i mer än några sekunder) uppstår under massiva stjärnors död och kollaps, medan man under det första decenniet av detta århundrade fann att kortare skurar (som varar mindre än några sekunder) uppstår vid sammanslagningar av neutronstjärnor. Denna sista insikt bekräftades dramatiskt för två år sedan med samtidiga observationer av gravitationsvågor av gravitationsvågsdetektorerna LIGO och Jungfrun och en kort skur av två satelliter, NASA:s Fermi och ESA:s Integral.

Fortfarande återstod många mysterier som involverade dessa utbrott. Särskilt förbryllande var frågan hur högenergistrålningen produceras. I januari förra året upptäckte en gammastrålningsdetektor ombord på NASA:s Neil Gehrels Swift-satellit GRB 190114C, en ljus explosion som ägde rum för 4,5 miljarder år sedan i en avlägsen galax. Efter en trigger från Swift, MAGIC-teleskopet, en Cherenkov-detektor vid Roque de los Muchachos-observatoriet i La Palma, Spanien, svängde mot skurens plats och upptäckte extremt högenergifotoner (vid TeV-energier) som kom från den. TeV-fotonerna med ultrahög energi, som observerades cirka 50 sekunder efter den snabba emissionen, i den så kallade efterglödningsfasen, var minst 10 gånger mer energisk än de fotoner med högsta energi som detekterats tidigare från någon skur.

Vid det här laget har endast preliminära data för MAGIC-observationerna publicerats. Fortfarande, Prof. Evgeny Derishev från Institutet för tillämpad fysik i Nizhny Novogorod och Prof. Tsvi Piran från Hebrew University of Jerusalem kombinerade dessa data med observationer av lägre energi (röntgen) fotoner utförda av Neil Gehrels Swift och har visat att de avslöja detaljerna i utsläppsmekanismen. I en tidning som publicerades idag i Astrofysiska tidskriftsbrev , författarna visar att den observerade strålningen måste ha sitt ursprung i en jet som rörde sig med 0,9999 ljusets hastighet mot oss. Den högenergistrålning som observerades av MAGIC sändes ut av elektroner som accelererades till TeV-energier i strålen. Emissionsprocessen kan också identifieras:det är den så kallade "inversa Compton-mekanismen" där ultrahögenergielektroner kolliderar med lågenergifotoner och ökar deras energi. Anmärkningsvärt är att samma relativistiska elektroner också producerar lågenergi-"frö"-fotoner via synkrotronstrålning.

"MAGIC har hittat Rosetta-stenen av gammastrålning, " säger Prof. Piran. "Denna unika detektering gör det möjligt för oss för första gången att skilja mellan olika utsläppsmodeller och upptäcka vad som är de exakta förhållandena i explosionen. Vi kan också förstå nu varför sådan strålning inte observerades tidigare." Framtida Cherenkov-teleskop som den planerade Cherenkov Telescope Array, ett multinationellt projekt under uppbyggnad, kommer att vara mycket känsligare än MAGIC. Den nuvarande upptäckten tyder på att många andra sådana händelser kommer att upptäckas i framtiden och kommer att fortsätta att kasta ljus över detta kosmiska mysterium.