Os astrônomos rastrearam um poderoso fluxo de radiação chamado explosão de raios gama (GRB) até sua fonte e descobriram uma colisão entre remanescentes estelares extremos chamados estrelas de nêutrons dentro de galáxias em colisão. Isto poderá revelar mais sobre estas colisões extraordinárias, que se pensa serem os únicos acontecimentos no Universo capazes de produzir elementos pesados como o ouro e a prata que usamos nos dedos e no pescoço.
Este GRB, numerado GRB 230906A, foi descoberto em 23 de setembro de 2023 por uma série de telescópios espaciais da NASA, incluindo o Observatório de raios X Chandra, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, o Observatório Neil Gurls Swift e o Telescópio Espacial Hubble. GRB 230906A pode ser atribuída a uma fusão de estrelas de nêutrons dentro de uma pequena galáxia, ela própria embutida em um rio de gás com 600.000 anos-luz de comprimento, aproximadamente seis vezes a largura de toda a galáxia.
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Simone Dichiara, que liderou a equipe de descoberta na Penn State University, disse: “Os eventos que descobrimos na colisão da estrela de nêutrons são uma virada de jogo”. disse em um comunicado. “Isso pode ser a chave não para uma, mas para duas questões importantes da astrofísica.”
O primeiro enigma mencionado por Di Chiara poderia ser resolvido por fusões de estrelas de nêutrons que ocorrem em locais sem precedentes, ou seja, quando os escritores de hoje rastreiam as explosões de raios gama até suas origens, elas muitas vezes parecem ocorrer longe dos núcleos de galáxias densas, onde as colisões deveriam ser mais comuns, e às vezes até completamente longe da galáxia.
Outro enigma tem a ver com o facto de que, embora se pense que as colisões de estrelas de neutrões são os únicos ambientes suficientemente violentos e turbulentos para formar elementos mais pesados que o ferro, como o ouro, a prata e a platina, estes elementos são frequentemente encontrados em estrelas distantes do centro da Via Láctea, onde deveriam ter-se formado antes de poderem ser ricos em tais elementos pesados.
“Uma colisão dentro de uma colisão”
Esta colisão de estrelas de nêutrons foi inicialmente detectada pelo Fermi via GRB 230906A, e os astrônomos usaram Chandra, Swift e Hubble para identificar onde ocorreu a fusão.
“A localização precisa dos raios X do Chandra tornou este estudo possível”, disse Brendan O’Connor, membro da equipe, da Universidade Carnegie Mellon. “Sem ele, não seríamos capazes de ligar esta explosão a nenhuma fonte específica. Assim que o Chandra nos disse exatamente para onde olhar, a extraordinária sensibilidade do Hubble revelou uma galáxia minúscula e extremamente ténue naquele local. Só pudemos descobrir este fragmento depois de juntarmos todas as peças.
A equipa de investigação descobriu que se pensa que o fluxo de gás na galáxia mãe desta fusão foi produzido quando um grupo de galáxias colidiu há centenas de milhões de anos. Este evento retirou o gás e a poeira destas galáxias, formando correntes e entrando nelas espaço interestelar.
“Descobrimos uma colisão dentro de uma colisão”, disse Eleonora Troja, membro da equipe, da Universidade de Roma, na Itália. “As colisões galácticas desencadearam uma onda de formação estelar que, ao longo de centenas de milhões de anos, levou ao nascimento e eventual colisão destas estrelas de neutrões.”
A descoberta sugere que algumas explosões de raios gama parecem ter origem além dos limites das galáxias, porque as suas origens são, na verdade, pequenas galáxias que são demasiado ténues para serem vistas.
Quanto ao enriquecimento de elementos pesados em estrelas distantes do centro da Via Láctea, a equipe teoriza que fusões altamente explosivas de estrelas de nêutrons como a que lançou GRB 230906A não apenas forjam esses elementos, mas também os dispersam até as bordas da galáxia.
As descobertas da equipe serão publicadas no Astrophysical Journal Letters.
