Una rara collisione cosmica come uno dei “mulini d’oro” dell’universo

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Cnn

L’esplosione di luce insolitamente brillante rilevata da più telescopi nel dicembre 2021 è stata il risultato di una rara esplosione cosmica che ha creato una ricchezza di elementi pesanti come oro e platino.

Questo lampo di raggi gamma, denominato GRB 211211A, è durato circa un minuto. I lampi di raggi gamma sono alcune delle esplosioni più potenti e luminose dell’universo e possono variare in lunghezza da pochi millisecondi a diverse ore.

La durata dell’esplosione indicava che era stata causata da una stella massiccia che esplodeva morendo in una supernova. Ma la ricaduta del lampo di raggi gamma è stata più debole e si è attenuata più rapidamente di quella delle supernove, e gli astronomi hanno analizzato l’evento spiando un eccesso di luce infrarossa.

ha affermato Wen Fei-fung, assistente professore di fisica e astronomia al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern University e primo autore e coautore di uno dei quattro studi pubblicati sull’evento di mercoledì sulla rivista astronomia naturale.

“Immaginiamo una fonte in diversi filtri per ottenere le informazioni sul colore, che ci aiutano a identificare l’identità della fonte. In questo caso, i rossi hanno predominato e i blu sono sbiaditi più rapidamente. Questa evoluzione del colore è un segno distintivo delle kilonova e le kilonova possono solo provengono da fusioni di stelle.” neutroni”.

Le Kilonova sono esplosioni rare e massicce causate da collisioni catastrofiche tra stelle di neutroni, i resti incredibilmente densi di supernove.E il O collisioni tra stelle di neutroni e buchi neri.

Dopo aver determinato che una kilonova ha creato la luce infrarossa, gli astronomi erano ancora più sconcertati da un lampo di raggi gamma Durata. I lampi di raggi gamma di queste rare esplosioni sono stati osservati solo per meno di 2 secondi, ma questo segnale è durato almeno 1 minuto.

“Quando abbiamo seguito questa lunga esplosione di raggi gamma, ci aspettavamo che avrebbe portato alla prova di un massiccio collasso stellare”, ha detto Fung. “Invece, quello che abbiamo trovato era molto diverso. Quando sono entrato nel campo 15 anni fa, era chiaro che i lampi di raggi gamma lunghi provengono da massicci collassi di stelle. Non solo questa scoperta inaspettata segna un cambiamento importante nella nostra comprensione, ma apre anche una nuova finestra per la scoperta.” Emozionante.”

Il telescopio spaziale Hubble ha catturato questa immagine del sito di un lampo di raggi gamma, cerchiato in rosso.

Le stelle di neutroni sono oggetti cosmici compatti, quindi i ricercatori non si sarebbero mai aspettati che contenessero abbastanza materia per creare un lampo di raggi gamma che potesse durare circa un minuto.

L’esplosione è avvenuta in una galassia Dista circa 1 miliardo di anni luce dalla Terra. Poiché l’evento si è verificato relativamente di recente, in termini astronomici, gli astronomi hanno utilizzato più telescopi per raccogliere dettagli senza precedenti.

“Abbiamo scoperto che questo evento ha prodotto circa 1.000 volte la massa della Terra in elementi molto pesanti. Dr. Matt Nichol, assistente professore all’Università di Birmingham nel Regno Unito e coautore di uno dei astronomia naturale Studi in una dichiarazione.

Le nuove proprietà osservate di questo evento stanno cambiando il modo in cui gli astronomi comprendono i lampi di raggi gamma, o GRB.

ha affermato Bing Zhang, professore di astrofisica presso l’Università del Nevada, Las Vegas, e coautore di uno dei astronomia naturale studi, nella situazione attuale. “Non solo questa scoperta ha sfidato la nostra comprensione delle origini dei GRB, (ma) ci richiede anche di considerare un nuovo modello di come si formano alcuni GRB”.

Il team di Zhang ritiene che la natura unica dell’esplosione possa essere stata causata da una possibile collisione tra una stella di neutroni e una nana bianca, o delle dimensioni della Terra. I resti che appaiono quando muoiono le stelle di piccola massa.

L’evento ha anche aiutato a rispondere ad alcune domande sulla composizione degli elementi più pesanti dell’universo.

Questa illustrazione mostra due stelle di neutroni mentre iniziano a fondersi.

ha dichiarato Jillian Rastingad, dottoranda in astronomia alla Northwestern e prima autrice di ONE astronomia naturale studi. “Ma le kilonovae sono molto difficili da notare e svaniscono molto rapidamente. Ora sappiamo che possiamo anche usare alcuni lampi di raggi gamma lunghi per cercare più kilonovae”.

Il telescopio spaziale James Webb consentirà agli astronomi di cercare le emissioni delle kilonove utilizzando la spettroscopia o misurando le diverse lunghezze d’onda della luce.

“Sfortunatamente, anche i migliori telescopi terrestri non sono abbastanza sensibili per eseguire la spettroscopia”, ha detto Rastingad. “Utilizzando[il telescopio Webb]siamo stati in grado di ottenere uno spettro da una kilonova. Queste linee spettrali forniscono una prova diretta del rilevamento degli elementi più pesanti”.

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