James Webb detecta elementos pesados em fusão de estrelas de nêutrons

Pela primeira vez, o telescópio James Webb detectou elementos pesados na quilonova que gerou a segunda maior emissão de raios gama já vista. O evento ocorreu após a colisão entre duas estrelas de nêutrons e foi observado pela primeira vez em março.

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A produção de elementos químicos pesados (aqueles do número atômico 41 em diante) é feita em parte, e às vezes exclusivamente, em fusões de estrelas de nêutrons. Esses eventos causam uma imensa explosão conhecida como quilonova e liberam energia em diferentes comprimentos de onda.

Embora os físicos tenham teorias sólidas sobre essa produção de elementos da tabela periódica nas quilonovas, esse tipo de evento ainda não foi observado o suficiente para obter detalhes de como isso acontece. O motivo disso é que essas explosões são muito raras e difíceis de encontrar.

Por isso, detectar alguns desses elementos em uma explosão recém-ocorrida ajuda os cientistas a refinar os -modelos teóricos. Com a nova descoberta do James Webb, vai ser possível estudar a produção de alguns deles com maior quantidade de dados.

No evento chamado GRB 230307A, os astrônomos encontraram uma emissão excepcional de raios gama, a segunda maior já vista — ela fica atrás apenas do GRB 221009A, observado em 2022. Ele foi cerca de 1.000 vezes mais brilhante do que uma explosão típica de raios gama e durou 200 segundos, sendo assim classificado na categoria de explosões de raios gama de longa duração.

Isso chamou a atenção de muitos pesquisadores e, agora, uma equipe usou o James Webb para observar os raios gama liberados pelo fenômeno. Graças à resolução do telescópio de infravermelho, os astrônomos conseguiram identificar as estrelas de nêutrons que se chocaram, além de detectar o elemento químico telúrio em meio ao material liberado por ela.

A equipe acredita que elementos próximos ao telúrio na tabela periódica, como o iodo, também estão presentes por lá. Por fim, o Webb também conseguiu rastrear a origem da quilonova: uma galáxia espiral a cerca de 120.000 anos-luz de distância do local da fusão.

O motivo dessa distância é que as duas estrelas originais (que explodiram em supernovas para se tornarem estrelas de nêutrons), nasceram como um sistema binário e foram expulsas dessa galáxia. Em seguida, viajaram mais que o diâmetro da Via Láctea até se fundirem centenas de milhões de anos depois.

Esses resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature.

Fonte: ESA; Nature