JWST detecta Telúrio: Passo crucial na origem dos elementos do universo
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) fez uma descoberta significativa relacionada ao elemento pesado telúrio próximo ao local de colisão entre duas estrelas mortas. Essa descoberta representa um passo crucial na busca por entender a origem dos elementos mais pesados do universo.
Os cientistas sabem que elementos mais leves do que o ferro são formados dentro de estrelas massivas. No entanto, mesmo as estrelas mais massivas não conseguem criar as condições extremas necessárias para produzir elementos mais pesados como ouro, platina ou telúrio dentro de seus núcleos.
Quando estrelas massivas esgotam seus processos de fusão nuclear, elas colapsam sob sua própria força gravitacional, dando origem a estrelas de nêutrons. Essas estrelas de nêutrons são incrivelmente densas, com apenas uma colher de chá pesando tanto quanto 10 milhões de toneladas. Quando duas estrelas de nêutrons colidem, elas lançam matéria densa em seu entorno, rica em nêutrons livres. Esses nêutrons podem ser capturados por átomos, levando à criação de átomos instáveis que eventualmente decaem em elementos pesados com um alto número de prótons e nêutrons. Esse decaimento também produz uma explosão de radiação eletromagnética conhecida como kilonova, que os astrônomos podem observar.
Kilonovas são consideradas as principais candidatas para a criação dos elementos mais pesados no universo. No entanto, evidências definitivas que apoiem esse processo têm sido difíceis de obter, em parte devido à raridade das kilonovas. A recente descoberta feita pelo JWST representa um passo promissor em direção a fornecer essa evidência crucial.
Darach Watson, professor associado no Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr, na Dinamarca, afirmou: “No único conjunto de dados de qualidade que temos para uma kilonova anterior, descobrimos estrôncio e evidências de ítrio. Mas esses são elementos relativamente leves, com cerca de 85 a 90 prótons e nêutrons”. Watson explicou que a detecção do telúrio, com 128 prótons e nêutrons, aproxima os cientistas da compreensão da produção de elementos ainda mais pesados, como o urânio, que possui aproximadamente 235 prótons e nêutrons.
Para fazer essa descoberta inovadora, o JWST contou com a orientação de um brilhante sinal de raios gama conhecido como GRB 230307A, inicialmente detectado pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi em março de 2023. Esse sinal de raios gama foi aproximadamente 1.000 vezes mais brilhante e duradouro do que os sinais típicos detectados pelo Fermi, sugerindo que resultou da colisão de duas estrelas de nêutrons, um evento incomum com emissões de raios gama prolongadas.
Os cientistas usaram uma combinação de telescópios terrestres e espaciais para localizar a fonte do GRB 230307A no céu. Ao observar a fonte em várias frequências de luz, incluindo raios gama, raios X, luz óptica, infravermelho e ondas de rádio, eles confirmaram suas características como uma explosão de kilonova.
Durante as fases posteriores da explosão, à medida que a luz da kilonova se deslocava para o espectro infravermelho, ela se tornava imperceptível da Terra, mas permanecia um alvo ideal para os detectores infravermelhos altamente sensíveis do JWST.
Além de identificar as emissões características do telúrio, o JWST também identificou uma galáxia espiral localizada a 120.000 anos-luz do local da kilonova, acreditando-se que seja o local de origem das estrelas de nêutrons envolvidas na fusão que gerou a kilonova. A equipe de pesquisa especula que essas estrelas de nêutrons, formando um par binário, foram ejetadas dessa galáxia, percorrendo uma distância equivalente à largura da Via Láctea antes de finalmente se fundirem.
Darach Watson enfatizou que a sensibilidade e as capacidades incomparáveis do JWST desempenharam um papel fundamental na realização dessa detecção, afirmando: “Nada mais sequer se compara ao JWST! A sensibilidade do JWST é simplesmente incrível, e nessas frequências, ela é completamente inigualável. Quero dizer, nós sabíamos em princípio o que ele poderia fazer, mas acho que todos estavam despreparados para isso.”
Essa descoberta emocionante abre novos caminhos na exploração das origens dos elementos mais pesados do universo, oferecendo uma visão fascinante dos processos que moldaram o cosmos. À medida que o JWST continua a revolucionar nossa compreensão do espaço, podemos esperar mais revelações emocionantes sobre os segredos do universo. [Live Science]
