Astronomowie zaobserwowali niezwykle jasny rozbłysk gamma, sklasyfikowany jako GRB 230307A, który powstał w wyniku zderzenia gwiazd neutronowych. W następstwie eksplozji uczeni dostrzegli bardzo rzadki pierwiastek, co rzuca nieco więcej światła na sposób powstawania ciężkich pierwiastków.
Eksplozja GRB 230307A była obserwowana przez wiele teleskopów, w tym Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). Po raz pierwszy dostrzeżono ją za pomocą Fermi Gamma-ray Space Telescope w marcu tego roku. To drugi najjaśniejszy rozbłysk gamma jaki dostrzeżono w ciągu ponad 50 lat obserwacji. Był około 1000 razy jaśniejszym niż typowy rozbłysk gamma i trwał około 200 sekund.
Współpraca wielu teleskopów naziemnych i kosmicznych pozwoliła naukowcom zgromadzić mnóstwo informacji na temat tego zdarzenia już od pierwszego wykrycia rozbłysku. Badacze dość szybko zlokalizowali jego źródło i śledzili, jak zmienia się jego jasność. Obserwacje w zakresie promieniowania gamma, rentgenowskiego, optycznego, podczerwonego i radiowego wykazały, że światło emitowane w zakresie widzialnym było słabe, szybko ewoluowało i przeszło w podczerwień, co jest cechą charakterystyczną kilonowej.
- Ten rodzaj eksplozji jest bardzo szybki, a materiał z eksplozji również szybko się rozszerza – powiedział Om Sharan Salafia, współautor badania z INAF. - W miarę rozszerzania się całej chmury materia szybko się ochładza, a szczyt jej światła staje się widoczny w podczerwieni – dodał.
Naukowcy ustalili, że kilonowa powstała w wyniku zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych. Kilonowe są niezwykle rzadkie. Produktami ubocznymi zderzeń gwiazd neutronowych mogą być krótkie rozbłyski gamma, trwające krócej niż dwie sekundy. Z drugiej strony długie rozbłyski promieniowania gamma mogą trwać kilka minut i są zwykle związane z wybuchową śmiercią masywnej gwiazdy. GRB 230307A trwał około 200 sekund, co plasuje go w kategorii długich rozbłysków gamma, pomimo innego pochodzenia.
Wykorzystując niezwykłe możliwości JWST astronomowie zidentyfikowali tellur – bardzo rzadki na Ziemi pierwiastek, rzadszy niż platyna. Badacze sądzą, że inne cięższe od żelaza pierwiastki, takie jak jod czy tor, które są niezbędny do powstania i rozwoju życia, będą obecne w chmurze materii wyrzuconej podczas eksplozji. Chociaż od dawna uważano, że fuzje gwiazd neutronowych stanowią idealne „fabryki” do tworzenia niektórych rzadszych pierwiastków, znacznie cięższych od żelaza, dotychczas nie było solidnych dowodów. Aż do teraz.
- Nieco ponad 150 lat, odkąd Dmitrij Mendelejew spisał układ okresowy pierwiastków, dzięki Webbowi w końcu jesteśmy w stanie zacząć uzupełniać niektóre luki w zrozumieniu tego, gdzie to wszystko powstało – powiedział Andrew Levan z Radboud University oraz z University of Warwick, główny autor badania.
Naukowcy starają się obecnie dowiedzieć nieco więcej o tym, jak przebiega fuzja gwiazd neutronowych i w jaki sposób te potężne eksplozje napędzają tworzenie się pierwiastków.
Odkrycia te opublikowano w czasopiśmie „Nature” (DOI:10.1038/s41586-023-06759-1).
Źródło: University of Birmingham, NASA, fot. ESO/ L. Calçada/ M. Kornmesser/ Flickr
