Una rara colisión cósmica como uno de los ‘molinos de oro’ del universo

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El estallido de luz inusualmente brillante detectado por múltiples telescopios en diciembre de 2021 fue el resultado de una rara explosión cósmica que creó una gran cantidad de elementos pesados ​​como el oro y el platino.

Este estallido de rayos gamma, llamado GRB 211211A, duró aproximadamente un minuto. Los estallidos de rayos gamma son algunas de las explosiones más potentes y brillantes del universo, y su duración puede oscilar entre unos pocos milisegundos y varias horas.

La duración de la explosión indicó que fue causada por una estrella masiva que explotó mientras moría en una supernova. Pero las consecuencias del estallido de rayos gamma fueron más débiles y se desvanecieron más rápidamente que las de las supernovas, y los astrónomos que analizaron el evento también observaron un exceso de luz infrarroja.

dijo Wen Fei-fung, profesor asistente de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de la Universidad Northwestern y primer autor y coautor de uno de los cuatro estudios publicados sobre el evento del miércoles en la revista. astronomía natural.

«Imagen de una fuente en diferentes filtros para obtener la información de color, lo que nos ayuda a identificar la identidad de la fuente. En este caso, los rojos predominaron y los azules se desvanecieron más rápidamente. Esta evolución de color es un sello distintivo de las kilonovas, y las kilonovas solo pueden provienen de fusiones de estrellas.» Neutron».

Las kilonovas son explosiones masivas raras causadas por colisiones catastróficas entre estrellas de neutrones, los restos increíblemente densos de las supernovas.Y el O colisiones entre estrellas de neutrones y agujeros negros.

Después de determinar que una kilonova creó luz infrarroja, los astrónomos quedaron aún más desconcertados. por un estallido de rayos gamma Duración. Los estallidos de rayos gamma de estas raras explosiones solo se observaron durante menos de 2 segundos, pero esta señal duró al menos 1 minuto.

«Cuando seguimos este largo estallido de rayos gamma, esperábamos que llevaría a la evidencia de un colapso estelar masivo», dijo Fung. «En cambio, lo que encontramos fue muy diferente. Cuando ingresé al campo hace 15 años, estaba claro que los estallidos largos de rayos gamma provienen de colapsos masivos de estrellas. Este descubrimiento inesperado no solo marca un cambio importante en nuestra comprensión, sino que también abre una nueva ventana para el descubrimiento». Emocionantemente».

Las estrellas de neutrones son objetos cósmicos compactos, por lo que los investigadores nunca esperaron que contuvieran suficiente materia para crear un estallido de rayos gamma que podría durar alrededor de un minuto.

La explosión ocurrió en una galaxia. Se encuentra a unos mil millones de años luz de la Tierra. Dado que el evento ocurrió hace relativamente poco tiempo, en términos astronómicos, los astrónomos han utilizado múltiples telescopios para recopilar detalles sin precedentes.

«Descubrimos que este evento produjo alrededor de 1000 veces la masa de la Tierra en elementos muy pesados. Dr. Matt Nichol, profesor asistente en la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y coautor de uno de astronomía natural Estudios en un comunicado.

Las propiedades recientemente observadas de este evento están cambiando la forma en que los astrónomos entienden los estallidos de rayos gamma o GRB.

dijo Bing Zhang, profesor de astrofísica en la Universidad de Nevada, Las Vegas, y coautor de uno de los astronomía natural estudios, en la situación actual. «Este descubrimiento no solo ha desafiado nuestra comprensión de los orígenes de los GRB, sino que también requiere que consideremos un nuevo modelo de cómo se forman algunos GRB».

El equipo de Zhang cree que la naturaleza única de la explosión puede haber sido causada por una posible colisión entre una estrella de neutrones y una enana blanca, o del tamaño de la Tierra. Los restos que aparecen cuando mueren las estrellas de baja masa.

El evento también ayudó a responder algunas preguntas sobre la composición de los elementos más pesados ​​del universo.

dijo Jillian Rastingad, estudiante de doctorado en astronomía en Northwestern y primera autora de ONE astronomía natural estudios. «Pero las kilonovas son muy difíciles de notar y se desvanecen muy rápidamente. Ahora, sabemos que también podemos usar algunos estallidos largos de rayos gamma para buscar más kilonovas».

El Telescopio Espacial James Webb permitirá a los astrónomos buscar emisiones de kilonovas utilizando espectroscopia o midiendo las diferentes longitudes de onda de la luz.

«Desafortunadamente, incluso los mejores telescopios terrestres no son lo suficientemente sensibles para realizar espectroscopia», dijo Rastingad. «Usando[el telescopio Webb]pudimos obtener un espectro de una kilonova. Estas líneas espectrales proporcionan evidencia directa de su detección de los elementos más pesados».