A NASA költői megfogalmazása szerint gamma-kitörések akkor keletkeznek, mikor "születésekor felsír egy fekete lyuk", ami azután formálódik, miután egy masszív csillag kifogy az aktivitását biztosító 'üzemanyagból' és a magja összeomlik saját hatalmas tömege miatt. A gamma-kitörést követheti szupernóva robbanás is, de erre nem feltétlenül kerül sor, mivel léteznek csendesebb, kevésbé eseménydús átalakulási folyamatok is.

A fekete lyuk akkréciós korongjából időnként forró plazmasugár indul el,

elsősorban akkor mikor a fekete lyuk "elfogyaszt" egy közelben lévő csillagot (ez az úgynevezett tidal disruption event, TDE), illetve akkor is, mikor gamma-kitörés történik: ekkor a fekete lyuktól távolodó anyagsugár keresztülhatol a körülötte lévő csillagmaradványokon, por-, és gázfelhőn röntgensugárzást és gamma-sugarakat kibocsátva.

2022 októberében detektálták a csillagászok a GRB 221009A kitörési eseményt, amelynek sugara minden korábban megfigyelt jetnél fényesebb volt, olyannyira, hogy a robbanás után útnak induló nagyenergiájú részecskék némelyike meghaladta a 10 TeV-ot is, még 18 TeV-os elektront is sikerült befogni a kínai LAAHSO (Large High Altitude Air Shower Observatory) KM2A berendezésével tavalyi bejelentés szerint. A szokatlanul erőteljes és közeli, a Földtől 2,4 milliárd fényévre lezajló robbanás során a sugár egyenesen a bolygónk felé mutatott, így a kutatók az elmúlt időben számos teleszkóppal követhették nyomon és tanulmányozhatták részletekbe menően a kitörés utóhatásait.

A the BOAT-nak (the brightest of all time, minden idők legfényesebbike) elnevezett gamma-kitörés a több mint 7000 hasonló eseményt elemző Eric Burns fizikus szerint valóban az emberi civilizáció kezdete óta eltelt idő legfényesebbje volt, legalábbis a statisztikai adatok arra utalnak, hogy ilyen nagyenergiájú gamma-jelenség csak 10 000 évente egyszer történik. Annak ellenére azonban, hogy közelsége miatt sok adat áll rendelkezésre a csillagászok számára az eseménnyel kapcsolatban, mégis van néhány tisztázatlan részlet, ami magyarázatra szorul a GRB 221009A-t illetően.

A kutatók számára az egyik legnagyobb rejtélyt a plazmasugár szokatlan jellemzői jelentik, amelyek nem férnek bele az eddig alkalmazott modellek kereteibe.

"Huszonöt évnyi utófénylés-modell, amelyek eddig nagyon jól működtek, nem tudják megmagyarázni ezt az anyagsugarat"

- mondta el Kate Alexander, csillagászprofeszor a NASA beszámolójában - "Nevezetesen, találtunk egy rádió komponenst, amit nem értünk teljes mértékben. Ez egy újabb struktúra jelenlétére utalhat a sugárban vagy azt is jelentheti, hogy felül kell bírálnunk a modelljeinket azzal kapcsolatban, hogy a GRB sugarak hogyan lépnek interakcióba a környezetükkel."

Mivel a sugár még éveken át detektálható marad a földi megfigyelőeszközökkel, ezért a csillagászoknak lehetőségük nyílik a további adatgyűjtésre és analizációra, és a sugár teljes életciklusának végigkövetésére, ami alatt talán az ismeretlen komponens mivoltára és az elektromágneses sugárzás rádióhullám tartományában megfigyelt, különösen halvány jelek okára is fény derülhet. Ezenfelül a sugár nagy energiájának forrásával kapcsolatos elméleteket is alátámaszthatják a további vizsgálatok: az erről szóló teóriák alapján a jet erejét a fekete lyuk forgásának (perdületének) a körülötte lévő mágneses térre való kihatása és a sugár ezzel való interakciója okozta.

Hogy az elmélet megállja-e a helyét, azt az ESA INTEGRAL (INTERNATIONAL Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) űrteleszkópjának felvételeit felhasználó kutatók más obszervatóriumoknak a GRB 221009A-ról kapott adatai alapján bizonyíthatják.

(Fotó: NASA Goddard Space Flight Center, NASA, DOE, Fermi LAT Collaboration)

A legnagyobb gamma-kitörés bizonyítékot jelenthet a sötét anyag létezésére Az eddigi legnagyobb gamma-kitörést detektálták a kutatók október 9-én: ez volt az első alkalom, hogy egy megfigyelt kitörés energiája meghaladta a 10 TeV-ot. A rendkívüli energiájú fotonok megjelenésére az axionszerű részecskék, vagyis a hipotetikus sötét anyag jelöltek szolgálhatnak magyarázatul.