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No vasto cosmos, eventos celestiais de escala e poder inimagináveis ocorrem, moldando a própria estrutura do universo e forjando os elementos que compõem o nosso mundo. Este relato descreve a extraordinária jornada de uma equipe de astrônomos que, utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), rastreou um intenso surto de raios gama (GRB) até a sua origem – uma violenta colisão entre duas estrelas de nêutrons, conhecida como kilonova.
A descoberta monumental, marcada por uma série de primeiras vezes, desafia as teorias existentes e abre novos caminhos para a compreensão do universo e seus processos. Os 60 pontos a seguir encapsulam esta fascinante exploração, desde a detecção do segundo GRB mais brilhante já visto até a observação de elementos pesados sendo forjados no coração de uma kilonova.
A kilonova, acreditada ser o berço de elementos pesados como o ouro, é um fenômeno que ocorre quando duas estrelas de nêutrons colidem. Esses elementos não podem ser sintetizados nos fornos nucleares no coração das estrelas, mas são criados por um mecanismo chamado “captura de nêutrons” ou processo-r. Este processo permite que os núcleos atômicos capturem nêutrons, criando novos elementos mais pesados, como ouro, platina e urânio.
Esta foi a primeira vez que o JWST foi usado para detectar emissões de tal evento. O JWST também conseguiu detectar a assinatura de elementos pesados sendo forjados no evento explosivo. A equipe viu evidências do elemento pesado telúrio e da criação de lantanídeos – um grupo de 15 metais mais pesados que o chumbo.
O GRB, designado GRB 230307A, foi inicialmente detectado pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA. Durou cerca de 34 segundos e foi avistado por vários outros telescópios, o que permitiu que fosse triangulado de volta à sua fonte pelos astrônomos. Este GRB é notável por ser o segundo mais brilhante já visto.
A equipe identificou várias galáxias brilhantes nas proximidades da kilonova que podem ser o lar desta colisão de estrelas de nêutrons e, portanto, a fonte do GRB 230307A. A que eles favorecem é a mais brilhante dessas galáxias, que está a cerca de 8,3 milhões de anos-luz de distância da Terra e é deslocada da fonte do GRB por cerca de 130.000 anos-luz.
A colisão de estrelas de nêutrons faz com que o próprio tecido do espaço-tempo “toque” na forma de ondas gravitacionais. Essas ondulações podem ser detectadas aqui na Terra por detectores como o Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO). No entanto, o LIGO não estava ativo quando o GRB 230307A se iluminou. A instalação estava em meio a um desligamento de três anos naquela época, recebendo atualizações para torná-la mais sensível.
A descoberta da fonte kilonova de um GRB é uma conquista significativa na astronomia. A detecção de elementos pesados sendo forjados no evento fornece evidências para teorias de criação de elementos. A observação da kilonova e seu GRB associado fornece dados valiosos para estudos futuros. A descoberta abre novas avenidas para a compreensão do universo e seus processos.
FONTES:
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-kilonova-neutron-stars
https://arxiv.org/pdf/2307.02098.pdf
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