James Webb observa a fusão de estrelas criando elementos pesados

gurinho

Nos seus estágios iniciais, o universo era composto principalmente de hidrogênio e hélio. Todos os outros elementos mais pesados ​​que compõem o universo que nos rodeia hoje foram criados ao longo do tempo, e pensa-se que foram criados principalmente dentro das estrelas. As estrelas criam elementos pesados ​​dentro delas no processo de fusão e, quando essas estrelas chegam ao fim de suas vidas, podem explodir em supernovas, espalhando esses elementos no ambiente ao seu redor.

É assim que são criados elementos mais pesados, como os do ferro. Mas para os elementos mais pesados, o processo é considerado diferente . Estes não são criados dentro de núcleos estelares, mas em ambientes extremos, como a fusão de estrelas, quando forças massivas criam ambientes extremamente densos que criam novos elementos.

Agora, o Telescópio Espacial James Webb detectou pela primeira vez alguns desses elementos pesados ​​sendo criados em uma fusão estelar. Os pesquisadores usaram o telescópio para observar os efeitos de uma quilonova , uma enorme explosão de energia que ocorre quando duas estrelas de nêutrons se fundem. O evento criou uma explosão de raios gama particularmente brilhante que permitiu aos pesquisadores localizar e identificar o local da fusão.

Uma equipe de cientistas usou o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para observar uma explosão de raios gama excepcionalmente brilhante, GRB 230307A, e sua quilonova associada. Kilonovas – uma explosão produzida pela fusão de uma estrela de nêutrons com um buraco negro ou com outra estrela de nêutrons – são extremamente raras, tornando difícil a observação desses eventos. As capacidades infravermelhas altamente sensíveis do Webb ajudaram os cientistas a identificar o endereço residencial das duas estrelas de nêutrons que criaram a quilonova. Esta imagem do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb destaca a quilonova de GRB 230307A e sua antiga galáxia natal entre seu ambiente local de outras galáxias e estrelas em primeiro plano. As estrelas de nêutrons foram expulsas de sua galáxia natal e percorreram uma distância de cerca de 120 mil anos-luz, aproximadamente o diâmetro da Via Láctea, antes de finalmente se fundirem, várias centenas de milhões de anos depois.
Uma equipe de cientistas usou o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para observar uma explosão de raios gama excepcionalmente brilhante, GRB 230307A, e sua quilonova associada. Kilonovas – uma explosão produzida pela fusão de uma estrela de nêutrons com um buraco negro ou com outra estrela de nêutrons – são extremamente raras, tornando difícil a observação desses eventos. As capacidades infravermelhas altamente sensíveis do Webb ajudaram os cientistas a identificar o endereço residencial das duas estrelas de nêutrons que criaram a quilonova. Esta imagem do instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb destaca a quilonova de GRB 230307A e sua antiga galáxia natal entre seu ambiente local de outras galáxias e estrelas em primeiro plano. As estrelas de nêutrons foram expulsas de sua galáxia natal e viajaram uma distância de cerca de 120 mil anos-luz, aproximadamente o diâmetro da Via Láctea, antes de finalmente se fundirem, várias centenas de milhões de anos depois. NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (IMAPP, Warw), A. Pagan (STScI)

Webb observou o elemento telúrio sendo ejetado pela quilonova, que provavelmente foi criada na fusão. Embora os cientistas tenham teorizado há muito tempo que é assim que os elementos pesados ​​poderiam ser criados, esta é a primeira vez que tais evidências diretas foram observadas, já que as quilonovas são eventos raros e breves. O brilho particular da explosão de raios gama GRB 230307A foi fundamental para ajudar a localizar este evento.

“Webb fornece um impulso fenomenal e pode encontrar elementos ainda mais pesados”, disse Ben Gompertz, coautor do estudo da Universidade de Birmingham, no Reino Unido. “À medida que obtivermos observações mais frequentes, os modelos irão melhorar e o espectro poderá evoluir mais com o tempo. Webb certamente abriu a porta para fazer muito mais, e suas habilidades serão completamente transformadoras para a nossa compreensão do Universo.”

A pesquisa é publicada na revista Nature .