Vårt universum lyser starkt av ljus över det elektromagnetiska spektrumet. Medan det mesta av detta ljus kommer från stjärnor som vår sol i galaxer som vår egen, vi behandlas ofta med korta och ljusa blixtar som överglänser hela galaxer själva. Några av dessa ljusaste blixtar tros vara producerade i katastrofala händelser, till exempel döden av massiva stjärnor eller kollisionen av två stjärnlik som kallas neutronstjärnor. Forskare har länge studerat dessa ljusa blixtar eller "transienter" för att få insikt i stjärnors död och efterliv och utvecklingen av vårt universum.

Astronomer möts ibland av transienter som trotsar förväntningarna och pusselteoretiker som länge förutspått hur olika transienter ska se ut. I oktober 2014 ett långsiktigt övervakningsprogram av den södra himlen med Chandra-teleskopet – NASA:s flaggskeppsröntgenteleskop – upptäckte en sådan gåtfull transient som kallas CDF-S XT1:en ljus transient som varar några tusendelar av en sekund. Mängden energi CDF-S XT1 som frigjordes i röntgenstrålar var jämförbar med mängden energi som solen avger under en miljard år. Ända sedan den ursprungliga upptäckten, astrofysiker har kommit med många hypoteser för att förklara denna övergående; dock, ingen har varit avgörande.

I en nyligen genomförd studie, ett team av astrofysiker ledda av OzGrav postdoktor Dr Nikhil Sarin (Monash University) fann att observationerna av CDF-S XT1 matchar förutsägelser om strålning som förväntas från ett höghastighetsjetflygplan som färdas nära ljusets hastighet. Sådana "utflöden" kan bara produceras under extrema astrofysiska förhållanden, såsom störningen av en stjärna när den slits sönder av ett massivt svart hål, kollapsen av en massiv stjärna eller kollisionen av två neutronstjärnor.

Sarin et al:s studie fann att utflödet från CDF-S XT1 troligen producerades av två neutronstjärnor som smälte samman. Denna insikt gör att CDF-S XT1 liknar den betydelsefulla upptäckten från 2017 som kallas GW170817 – den första observationen av gravitationsvågor, kosmiska krusningar i tyget av rum och tid – även om CDF-S XT1 är 450 gånger längre bort från jorden. Detta enorma avstånd betyder att denna sammanslagning skedde mycket tidigt i universums historia; det kan också vara en av de längsta sammanslagningar av neutronstjärnor som någonsin observerats.

Neutronstjärnekollisioner är de viktigaste platserna i universum där tunga grundämnen som guld, silver och plutonium skapas. Eftersom CDF-S XT1 inträffade tidigt i universums historia, denna upptäckt främjar vår förståelse av jordens kemiska överflöd och grundämnen.

Nya observationer av en annan övergående AT2020blt i januari 2020 – främst med Zwicky Transient Facility – har förbryllat astronomer. Denna transients ljus är som strålningen från höghastighetsutflöden som lanseras under kollapsen av en massiv stjärna. Sådana utflöden producerar typiskt gammastrålar med högre energi; dock, de saknades i data – de observerades inte. Dessa gammastrålar kan bara saknas på grund av en av tre orsaker:1) Gammastrålningen producerades inte, 2) Gammastrålarna riktades bort från jorden, 3) Gammastrålningen var för svag för att kunna ses.

I en separat studie, återigen leds av OzGrav-forskaren Dr Sarin, Monash University astrofysiker slog sig ihop med forskare i Alabama, Louisiana, Portsmouth och Leicester för att visa att AT2020blt förmodligen producerade gammastrålar som pekade mot jorden, de var bara riktigt svaga och saknade av våra nuvarande instrument.

Dr Sarin säger:"Tillsammans med andra liknande övergående observationer, denna tolkning betyder att vi nu börjar förstå det gåtfulla problemet med hur gammastrålar produceras i katastrofala explosioner i hela universum."

Klassen av ljusa transienter som kollektivt kallas gammastrålningsskurar, inklusive CDF-S XT1, AT2020blt, och AT2021any, producera tillräckligt med energi för att överglänsa hela galaxer på bara en sekund.

"Trots detta, den exakta mekanismen som producerar den högenergistrålning vi upptäcker från andra sidan universum är inte känd, " förklarar Dr. Sarin. "Dessa två studier har utforskat några av de mest extrema gammastrålningen som någonsin upptäckts. Med ytterligare forskning, vi kommer äntligen att kunna svara på frågan vi har funderat på i decennier:Hur fungerar gammastrålningsutbrott?"