Os cientistas observaram a criação de elementos químicos raros na segunda explosão de raios gama mais brilhante alguma vez vista – lançando uma nova luz sobre a forma como os elementos pesados são produzidos.

Os pesquisadores examinaram a explosão de raios gama excepcionalmente brilhante GRB 230307A, que foi causada pela fusão de uma estrela de nêutrons . A explosão foi observada usando uma série de telescópios terrestres e espaciais, incluindo o Telescópio Espacial James Webb da NASA, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi e o Observatório Neil Gehrels Swift.

Publicando as suas descobertas na Nature , a equipa de investigação internacional que incluiu especialistas da Universidade de Birmingham, revela que encontrou o elemento químico pesado telúrio, no rescaldo da explosão.

Outros elementos como o iodo e o tório, necessários para sustentar a vida na Terra, também provavelmente estarão entre o material ejetado pela explosão, também conhecida como quilonova.

Ben Gompertz, professor assistente de astronomia da Universidade de Birmingham e coautor do estudo, explica: "As explosões de raios gama vêm de jatos poderosos viajando quase à velocidade da luz - neste caso, impulsionados por uma colisão entre dois estrelas de nêutrons . Essas estrelas passaram vários bilhões de anos espiralando uma em direção à outra antes de colidirem para produzir a explosão de raios gama que observamos em março deste ano."

"O local da fusão é o comprimento aproximado da Via Láctea (cerca de 120.000 anos-luz) fora de sua galáxia natal, o que significa que devem ter sido lançados juntos. A colisão de estrelas de nêutrons fornece as condições necessárias para sintetizar elementos muito pesados, e o radioativo O brilho desses novos elementos alimentou a quilonova que detectamos quando a explosão desapareceu. As quilonovas são extremamente raras e muito difíceis de observar e estudar, e é por isso que esta descoberta é tão emocionante."

GRB 230307A foi uma das explosões de raios gama mais brilhantes já observadas – mais de um milhão de vezes mais brilhante do que toda a Via Láctea combinada. Esta é a segunda vez que elementos pesados individuais foram detectados usando observações espectroscópicas após a fusão de uma estrela de nêutrons, fornecendo informações valiosas sobre como esses blocos de construção vitais, necessários à vida, são formados.

O autor principal do estudo, Andrew Levan, professor de astrofísica na Universidade Radboud, na Holanda, disse: "Pouco mais de 150 anos desde que Dmitri Mendeleev escreveu a tabela periódica dos elementos, estamos agora finalmente em posição de começar a preencher os últimos espaços em branco. de entender onde tudo foi feito, graças ao Telescópio James Webb."

GRB 230307A durou 200 segundos, o que significa que é classificado como uma explosão de raios gama de longa duração. Isto é incomum, pois curtas explosões de raios gama, que duram menos de dois segundos, são mais comumente causadas por fusões de estrelas de nêutrons. Explosões longas de raios gama como esta são geralmente causadas pela morte explosiva de uma estrela massiva .

Os investigadores procuram agora aprender mais sobre como funcionam estas fusões de estrelas de neutrões e como alimentam estas enormes explosões geradoras de elementos.

Samantha Oates, coautora do estudo enquanto pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Birmingham (agora professora na Universidade de Lancaster), disse: "Apenas alguns anos atrás, descobertas como esta não teriam sido possíveis, mas graças ao Telescópio Espacial James Webb podemos observar estas fusões com detalhes requintados."

Gompertz conclui: "Até recentemente, não pensávamos que as fusões pudessem alimentar explosões de raios gama por mais de dois segundos. Nosso próximo trabalho é encontrar mais dessas fusões de longa duração e desenvolver uma melhor compreensão do que as motiva - e se elementos ainda mais pesados estão sendo criados. Esta descoberta abriu a porta para uma compreensão transformadora do nosso universo e de como ele funciona."