James Webb flagra fusões de estrelas de nêutrons forjando ouro no cosmos

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Cientistas utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) fizeram uma descoberta emocionante no universo distante: a fusão de estrelas de nêutrons ultradenso é responsável pela criação de ouro e outros elementos pesados. A equipe analisou uma explosão energética denominada rajada de raios gama (GRB), cuja duração incomum apontou para a colisão dessas estrelas como sua origem.

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O evento, observado também pelo Telescópio Espacial Hubble, permitiu aos pesquisadores testemunhar o momento exato em que ouro e outros elementos pesados foram forjados. O lampejo de luz resultante, conhecido como kilonova, oferece evidências concretas de que tais fusões são cruciais na criação de elementos mais pesados que o ferro no universo.

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O estudo, publicado na revista Nature, marca um avanço significativo no entendimento da alquimia cósmica responsável pela existência de elementos preciosos como o ouro no universo.

Eleonora Troja, astrofísica da Universidade de Roma e membro da equipe de pesquisa, expressou entusiasmo ao Space.com: “Estudar uma kilonova de uma forma nunca antes vista foi emocionante. Pela primeira vez, verificamos a formação de metais mais pesados que o ferro e a prata diante de nossos olhos.”

Rajadas de raios gama e a mecânica das estrelas de nêutrons

• As rajadas de raios gama são as explosões mais poderosas conhecidas no universo, classificadas em longas ou curtas, dependendo de sua duração.
• A GRB 230307A, detectada pela missão Fermi da NASA em março de 2023, desafiou a compreensão anterior ao durar 200 segundos e estar associada a uma fusão de estrelas de nêutrons, contrariando a teoria de que apenas colapsos de estrelas massivas poderiam resultar em rajadas longas.
• Estrelas de nêutrons, remanescentes de supernovas, são corpos densos que, em sistemas binários, eventualmente colidem devido à perda de momento angular via ondas gravitacionais.
• Essas fusões não apenas emitem rajadas de raios gama, mas também lançam material rico em nêutrons, facilitando a formação de elementos pesados através do processo rápido de captura de nêutrons.

Observações inovadoras

Apesar de kilonovas terem sido observadas anteriormente, a sensibilidade e a abrangência espectral do JWST e do Hubble permitiram uma análise sem precedentes da kilonova AT2017gfo. Acompanhando a evolução do evento desde sua explosão inicial até dois meses depois, os cientistas conseguiram rastrear a transição de cores e confirmar a recombinação de elementos pesados.

Yu-Han Yang, líder da equipe de pesquisa, destacou a importância dessas observações para entender a nucleossíntese, o processo de criação de novos elementos no universo: “Estudar fusões de estrelas de nêutrons nos permite reescrever os capítulos obscuros da criação de elementos.”

Embora esta descoberta confirme que fusões de estrelas de nêutrons podem originar rajadas de raios gama longas e forjar elementos pesados, muitas perguntas permanecem. A equipe espera que observações futuras de GRBs, kilonovas e ondas gravitacionais forneçam mais insights sobre esses fenômenos extraordinários.