Jorden sprängs av milda korta gammastrålningskurar (GRB) de flesta dagar. Men ibland, en gigantisk bloss som GRB 200415A anländer till vår galax, sveper med energi som dvärgar vår sol. Faktiskt, de kraftigaste explosionerna i universum är gammastrålningskurar.

Nu, forskare har visat att GRB 200415A kom från en annan möjlig källa för korta GRB. Det utbröt från en mycket sällsynt, kraftfull neutronstjärna som kallas magnetar.

Tidigare upptäckta GRB kom från relativt långt borta från vår hemgalax Vintergatan. Men den här var från mycket närmare hemmet, i kosmiska termer.

GRB-explosioner kan störa mobiltelefonmottagningen på jorden, men de kan också vara budbärare från universums mycket tidiga historia.

Ett annorlunda slutspel

"Vår sol är en mycket vanlig stjärna. När den dör, den kommer att bli större och bli en röd jättestjärna. Efter det kommer den att kollapsa till en liten kompakt stjärna som kallas en vit dvärg. Men stjärnor som är mycket mer massiva än solen spelar ett annat slutspel, säger Prof Soebur Razzaque från University of Johannesburg.

Razzaque ledde ett team som förutsäger GRB-beteende för forskning publicerad i Natur astronomi den 13 januari, 2021 .

"När dessa massiva stjärnor dör, de exploderar till en supernova. Det som finns kvar efter det är en mycket liten kompakt stjärna, tillräckligt liten för att passa in i en dal med en diameter på cirka 12 miles (cirka 20 km). Denna stjärna kallas neutronstjärna. Den är så tät att bara en sked av den skulle väga ton på jorden, " han säger.

Dessa massiva stjärnor och det som finns kvar av dem orsakar de största explosionerna i universum.

Ett talande bråkdels sekund

Forskare har vetat ett tag att supernovor sprutar ut långa GRB, som är skurar längre än två sekunder. Under 2017, de fick reda på att två neutronstjärnor som spiralerar in i varandra också kan avge en kort GRB. 2017 års explosion kom från en säker 130 miljoner ljusår bort från oss.

Men det kunde inte förklara någon av de andra GRB som forskare kunde upptäcka på vår himmel nästan dagligen.

Detta ändrades på en bråkdel av en sekund klockan 04:42 amerikansk östlig tid den 15 april, 2020. Den dagen, en gigantisk flamma GRB svepte förbi Mars. Det meddelade sig själv för satelliter, en rymdfarkost och den internationella rymdstationen som kretsar runt vår planet. Det var den första kända jätteblossen sedan lanseringen av NASA:s Fermi Gamma-ray rymdteleskop 2008. Och det varade bara 140 millisekunder, om ett ögonblick.

Men den här gången, de kretsande teleskopen och instrumenten fångade mycket mer data om den gigantiska flare GRB än den föregående som upptäcktes 16 år tidigare.

Utbrott från en annan källa

Den svårfångade kosmiska besökaren fick namnet GRB 200415A. Inter Planetary Network (IPN), ett konsortium av forskare, kom på varifrån den gigantiska blossen kom. GRB 200415A exploderade från en magnetar i galaxen NGC 253, i skulptörskonstellationen, de säger.

Alla tidigare kända GRB spårades till supernovor eller två neutronstjärnor som spiralerade in i varandra.

"I Vintergatan finns det tiotusentals neutronstjärnor, " säger Razzaque. "Av dessa, endast 30 är för närvarande kända för att vara magnetarer.

"Magnetärer är upp till tusen gånger mer magnetiska än vanliga neutronstjärnor. De flesta sänder ut röntgenstrålar då och då. Men än så länge, vi känner bara till en handfull magnetarer som producerade gigantiska bloss. Det ljusaste vi kunde upptäcka var 2004. Sedan kom GRB 200415A 2020."

Galaxy NGC 253 är utanför vårt hem, Vintergatan, men det är bara 11,4 miljoner ljusår från oss. Det är relativt nära när man talar om kärnkraften hos en gigantisk flare GRB.

En gigantisk flamma är så mycket kraftfullare än solflammor från vår sol, det är svårt att föreställa sig. Stora solflammor från vår sol stör ibland mobiltelefonmottagning och elnät.

Den gigantiska flare GRB 2004 störde också kommunikationsnätverk.

Andra vågen greps för första gången

"Inga två gammastrålar (GRB) är någonsin desamma, även om de händer på liknande sätt. Och inga två magnetarer är desamma heller. Vi försöker fortfarande förstå hur stjärnor slutar sitt liv och hur dessa mycket energiska gammastrålar produceras, säger Razzaque.

"Det är bara under de senaste 20 åren eller så, att vi har alla instrument på plats för att upptäcka dessa GRB-händelser på många olika sätt – i gravitationsvågor, radiovågor, synligt ljus, Röntgenstrålar och gammastrålar."

"GRB 200415A var första gången någonsin som både den första och andra explosionen av en gigantisk flamma upptäcktes, " han säger.

Förstå den andra vågen

Under 2005 års forskning, Razzaque förutspådde en första och andra explosion under en gigantisk flamma.

För den aktuella forskningen i Natur astronomi , han ledde ett team inklusive Jonathan Granot från Open University i Israel, Ramandeep Gill från George Washington University och Matthew Baring från Rice University.

De utvecklade en uppdaterad teoretisk modell, eller förutsägelse, hur en andra explosion i en gigantisk flamma GRB skulle se ut. Efter den 15 april, 2020, de kunde jämföra sin modell med data mätt från GRB 200415A.

"Data från Fermi Gamma-ray Burst Monitor (Fermi GBM) berättar om den första explosionen. Data från Fermi Large Area Telescope (Fermi LAT) berättar om den andra, säger Razzaque.

"Den andra explosionen inträffade cirka 20 sekunder efter den första, och har mycket högre gammastrålningsenergi än den första. Det varade också längre. Vi måste fortfarande förstå vad som händer efter några hundra sekunder.

Budbärare om djup tid

Om nästa gigantiska flamma GRB inträffar närmare vår hemgalax Vintergatan, ett kraftfullt radioteleskop på marken som MeerKAT i Sydafrika, kanske kan upptäcka det, han säger.

"Det skulle vara ett utmärkt tillfälle att studera sambandet mellan mycket hög energi gammastrålning och radiovågsstrålning i den andra explosionen. Och det skulle berätta mer om vad som fungerar och inte fungerar i vår modell."

Ju bättre vi förstår dessa flyktiga explosioner, desto bättre kan vi förstå universum vi lever i. En stjärna som dör strax efter universums början kan störa mobiltelefonmottagningen idag.

"Även om gammastrålning exploderar från en enda stjärna, vi kan upptäcka dem från mycket tidigt i universums historia. Till och med tillbaka till när universum var några hundra miljoner år gammalt, " säger Razzaque. "Det är i ett extremt tidigt skede av universums utveckling. Stjärnorna som dog vid den tiden... vi upptäcker bara deras gammastrålning nu, eftersom ljus tar tid att resa. Det betyder att gammastrålning kan berätta mer om hur universum expanderar och utvecklas över tiden."

De Natur astronomi artikeln har rubriken "Högenergiemission från en magnetisk gigantisk flare i Sculptor-galaxen."