Uma rara colisão cósmica serviu como uma das ‘fábricas de ouro do universo’.

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Uma explosão de luz incomumente detectada por vários telescópios em dezembro de 2021 foi o resultado de uma rara explosão cósmica que produziu uma riqueza de elementos pesados, como ouro e platina.

A explosão de raios gama, chamada GRB 211211A, durou cerca de um minuto. Explosões de raios gama são consideradas entre as explosões mais fortes e brilhantes do universo e podem durar de alguns milissegundos a várias horas.

A duração da explosão indica que foi causada pela explosão de uma estrela massiva que morreu em uma supernova. Mas o resultado da explosão de raios gama foi mais fraco e desapareceu mais rápido do que o produzido por supernovas, e os astrônomos que analisam o evento observaram um excesso de luz infravermelha.

“Existem muitos objetos que desaparecem rapidamente em nosso céu noturno”, disse o autor sênior e co-autor Wen-Fai Fang, professor assistente de física e astronomia na Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern University. astronomia natural.

“Fotografamos uma fonte por meio de diferentes filtros para obter informações de cores, o que nos ajuda a identificar a fonte. Nesse caso, a cor vermelha prevaleceu e as cores azuis desbotaram rapidamente. Essa evolução de cores é a assinatura reveladora de uma kilonova, e as kilonovas só podem vir de fusões de estrelas de nêutrons.

As raras e massivas explosões causadas por colisões catastróficas entre estrelas de nêutrons são quilonovas, os remanescentes incrivelmente densos de estrelas que explodiram., ou colisões entre estrelas de nêutrons e buracos negros.

Depois de determinar que uma kilonova produzia luz infravermelha, os astrônomos ainda estavam confusos. por uma explosão de raios gama Duração. As rajadas de raios gama dessas rajadas raras duram menos de dois segundos, mas o sinal dura pelo menos um minuto.

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“Quando seguimos essa longa explosão de raios gama, esperávamos que ela levasse a evidências de um colapso estelar maciço”, disse Fang. “Em vez disso, o que descobrimos foi muito diferente. Quando entrei no campo há 15 anos, estava gravado em pedra que longas explosões de raios gama vêm do colapso estelar maciço. Essa descoberta inesperada não apenas representa uma grande mudança em nossa compreensão, mas também também abre uma nova e empolgante janela para descobertas.”

O Telescópio Espacial Hubble capturou esta imagem da localização da explosão de raios gama circulada em vermelho.

Estrelas de nêutrons são objetos cósmicos compactos, então os pesquisadores nunca esperaram que houvesse material suficiente para produzir uma explosão de raios gama, que dura quase um minuto.

Houve uma explosão em uma galáxia Está a cerca de 1 bilhão de anos-luz da Terra. Como o evento aconteceu relativamente próximo, astronomicamente falando, os astrônomos usaram vários telescópios para coletar detalhes sem precedentes.

“Descobrimos que este evento produziu elementos com 1.000 vezes a massa da Terra. Isso apóia a ideia de que essas quilonovas são as principais fábricas de ouro do universo”, disse o Dr. Matt Nicholl, professor associado da Universidade de Birmingham, na Inglaterra e co -autor de um deles. astronomia natural Estudos, em relatório.

As propriedades recém-observadas desse fenômeno estão mudando a maneira como os astrônomos entendem as explosões de raios gama, ou GRBs.

“Um GRB tão estranho foi detectado”, disse o co-autor Bing Zhang, professor de astrofísica da Universidade de Nevada, Las Vegas. astronomia natural estudos, Em um comunicado. “Essa descoberta não apenas desafia nossa compreensão da origem do GRB, mas também requer a consideração de um novo modelo de como alguns GRBs se formam”.

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A equipe de Zhang acredita que a natureza única da explosão pode ter resultado de uma colisão entre uma estrela de nêutrons e uma anã branca ou estrela do tamanho da Terra. O remanescente deixado para trás quando estrelas de baixa massa morrem.

O evento também ajudou a esclarecer algumas dúvidas sobre a formação dos elementos mais pesados ​​do universo.

Este exemplo mostra duas estrelas de nêutrons começando a se fundir.

“Os Gilonova são impulsionados pelo decaimento radioativo de alguns dos elementos mais pesados ​​do universo”, disse Jillian Rustinejad, estudante de doutorado em astronomia na Northwestern e primeira autora de um deles. astronomia natural estudos. “Mas as kilonovas são muito difíceis de observar e desaparecem muito rapidamente. Agora, sabemos que também podemos usar algumas rajadas de raios gama para procurar mais kilonovas.

O Telescópio Espacial James Webb ajudará os astrônomos a procurar emissões emitidas por quilonovas usando espectroscopia ou medindo diferentes comprimentos de onda de luz.

“Infelizmente, mesmo os melhores telescópios terrestres não são sensíveis o suficiente para realizar a espectroscopia”, disse Rustinejad. “Com (o telescópio Webb), podemos obter o espectro da kilonova. Essas linhas espectrais fornecem evidências diretas de que você encontrou elementos muito pesados.”

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