Fusión de estrellas: ofrece una nueva explicación de cómo se crean los elementos pesados en el espacio
La fusión de dos estrellas de neutrones ofrece una nueva explicación de cómo se crean los elementos pesados en el espacio exterior. ¡Descubre más aquí!
Una explosión masiva entre dos densas estrellas de neutrones expulsadas de su galaxia anfitriona creó elementos químicos raros vitales para la vida y ha arrojado nueva luz sobre cómo se forman los elementos pesados.
Las estrellas de neutrones viajaron el equivalente al diámetro de la Vía Láctea antes de fusionarse en una explosión de kilonovas. La explosión provocó el segundo estallido de rayos gamma (GRB) más brillante jamás visto y expulsó el elemento pesado telurio, junto con el yodo y el torio, ambos necesarios para sustentar la vida en la Tierra.
Rara y difícil de observar
Los GRB provienen de potentes chorros que viajan casi a la velocidad de la luz, en este caso impulsados por una colisión entre dos estrellas de neutrones, explica el Dr. Ben Gompertz, profesor asistente de Astronomía en el Universidad de Birmingham, y coautor del estudio del Nature.
"Estas estrellas pasaron varios miles de millones de años girando en espiral una hacia la otra antes de colisionar y producir el estallido de rayos gamma que observamos en marzo de este año", añade. “La colisión de estrellas de neutrones proporciona las condiciones necesarias para sintetizar elementos muy pesados, y el brillo radiactivo de estos nuevos elementos impulsó la kilonova que detectamos cuando la explosión se desvaneció. Las kilonovas son extremadamente raras y muy difíciles de observar y estudiar, razón por la cual este descubrimiento es tan emocionante”.
GRB 230307A duró aproximadamente 200 segundos, lo que lo convirtió en un GRB de larga duración, y fue más de un millón de veces más brillante que toda la Vía Láctea combinada. Normalmente, los GRB son de corta duración y duran menos de dos segundos.
"Hasta hace poco, no pensábamos que las fusiones pudieran generar explosiones de rayos gamma durante más de dos segundos", añade Gompertz. “Nuestro próximo trabajo es encontrar más fusiones de larga duración y desarrollar una mejor comprensión de qué las impulsa y si se están creando elementos aún más pesados. Este descubrimiento ha abierto la puerta a una comprensión transformadora de nuestro universo y de cómo funciona”.
Las observaciones fueron realizadas por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y seguido con telescopios terrestres y espaciales, incluidos James Webb Space Telescope, Observatorio Neil Gehrels Swift y la Universidad de Warwick and Universidad de Sheffield’s ULTRACAM instrument at the Observatorio Europeo Austral, que identificó la fuente en el cielo y rastreó cómo cambiaba su brillo.
Kilonova hallmarks
Las observaciones espectroscópicas mostraron que la luz visible que emitía la fuente era débil, evolucionaba rápidamente y pasaba del azul al rojo y luego al infrarrojo, las características distintivas de una kilonova.
“Las kilonovas se forman cuando elementos pesados, como el oro y el uranio, se forman como consecuencia de la fusión de dos estrellas de la masa del Sol, pero del tamaño de una ciudad. Se expanden y enfrían rápidamente y el pico de su luz pasa rápidamente del óptico al infrarrojo”, dijo el profesor Danny Steeghs, Departamento de Física de la Universidad de Warwick.
Este hallazgo marca solo la segunda vez que se detectan elementos pesados individuales después de la fusión de una estrella de neutrones, lo que proporciona información invaluable sobre cómo se forman estos componentes vitales necesarios para la vida.
"Poco más de 150 años desde que Dmitri Mendeleev escribió la tabla periódica de elementos, ahora finalmente estamos en condiciones de comenzar a llenar esos últimos espacios en blanco para comprender dónde se hizo todo", explica Andrew Levan, profesor de Astrofísica en Universidad de Radboud Y autora principal del estudio.
"Este es un siguiente paso importante en nuestra comprensión del papel que desempeñan las fusiones de estrellas de neutrones binarias en términos de poblar la tabla periódica de elementos", concluye el profesor Danny Steeghs, Departamento de Física de la Universidad de Warwick.