Cele mai mari explozii ale universului au generat multe dintre elementele din care se compune cosmosul. Dar mai este un mister acolo, în spațiu!

După „nașterea” sa în urma marelui Big Bang, universul s-a compus, în principal, din hidrogen și câțiva atomi de heliu. Acestea sunt cele mai ușoare elemente din tabelul periodic. Mai mult sau mai puțin toate elementele mai grele decât heliul au fost produse în cele 13,8 miliarde de ani dintre Big Bang și zilele noastre, scrie The Conversation, citată de Reuters.

O explozie de raze gamma ar fi schimbat compoziția Universului

Stelele sunt cele care au produs multe dintre aceste elemente ceva mai grele prin procesul de fuziune nucleară.  Pentru a explica prezența acestor elemente mai grele astăzi, este necesar să găsim fenomene care le pot produce - spun specialiștii în geneză planetară. Un tip de eveniment care se potrivește este o explozie de raze gamma (GRB) – cea mai puternică categorie de explozie din univers. Acestea pot erupe cu un quintilion (10 urmate de 18 zerouri) de ori mai mare decât proiecțila de lumină a Soarelui nostru și se crede că sunt cauzate de mai multe tipuri de evenimente.

GRB-urile pot fi împărțite în două categorii: rafale lungi și rafale scurte. GRB-urile lungi sunt asociate cu moartea stelelor masive și care se rotesc rapid. Conform acestei teorii, materialele cu rotație rapidă ejectată în timpul prăbușirii unei stele masive în jeturi înguste care se mișcă la viteze extrem de mari.

Exploziile scurte durează doar câteva secunde. Se crede că sunt cauzate de ciocnirea a două stele neutronice – stele compacte și dense „moarte”. În august 2017, un eveniment important a contribuit la susținerea acestei teorii. Ligo și Virgo, doi detectoare de unde gravitaționale din SUA, au descoperit un semnal care părea să vină de la două stele neutronice care se deplasează pentru o coliziune. Câteva secunde mai târziu, a fost detectată o explozie scurtă de raze gamma, cunoscută sub numele de GRB 100817A, venind din aceeași direcție pe cer. Timp de câteva săptămâni, aproape fiecare telescop de pe planetă a îndreptat spre acest eveniment, într-un efort fără precedent de a studia consecințele acestuia.

Ce s-a întâmplat după coliziune

Observațiile au relevat o kilonova la locul GRB 170817A. O kilonova este o "rudă mai îndepărtată" a exploziei supernovei. Mai interesant, au existat dovezi că multe elemente grele au fost produse în timpul exploziei. Autorii unui studiu din Nature care a analizat explozia au arătat că această kilonova părea să producă două categorii diferite de resturi, sau ejecta. Unul era compus în principal din elemente ușoare, în timp ce altul era format din elemente grele.

Fisiunea nucleară poate produce doar elemente la fel de grele ca fierul în tabelul periodic. Dar există un alt proces care ar putea explica modul în care kilonova a fost capabilă să producă altele și mai grele.

Procesul rapid de captare a neutronilor, sau procesul r, are loc în cazul în care nucleele (sau nucleele) elementelor mai grele, cum ar fi fierul, captează multe particule de neutroni într-un timp scurt. Apoi cresc rapid în masă, producând elemente mult mai grele. Pentru ca procesul r să funcționeze, totuși,este nevoie de condiții propice: densitate mare, temperatură ridicată și un număr mare de neutroni liberi disponibili. Se întâmplă ca exploziile de raze gamma să asigure aceste condiții.

Cu toate acestea, fuziunile a două stele neutronice, precum cea care a provocat kilonova GRB 170817A, sunt evenimente foarte rare. De fapt, ele pot fi atât de rare încât să le facă o sursă puțin probabilă pentru elementele grele abundente pe care le avem în univers. Dar cum rămâne cu GRB-urile lungi?

Un studiu recent a investigat în special o explozie lungă de raze gamma, GRB 221009. Aceasta a fost numită BOAT – cea mai strălucitoare din toate timpurile. Acest GRB a fost captat ca un puls de radiație intensă care traversează sistemul solar pe 9 octombrie 2022. BOAT a declanșat o campanie de observare astronomică similară cu cea a kilonova. Acest GRB a fost de 10 ori mai energetic decât deținătorul recordului anterior și atât de aproape de noi încât influența sa asupra atmosferei Pământului a fost măsurabilă la sol și comparabilă cu o furtună solară majoră.

Printre telescoapele care studiază consecințele BOAT s-a numărat și telescopul spațial James Webb (JWST). A observat GRB la aproximativ șase luni după ce a explodat, pentru a nu fi orbit de strălucirea exploziei inițiale. Datele colectate de JWST au arătat că, în ciuda luminozității extraordinare a evenimentului stelar, acesta a fost cauzat de o explozie de supernovă doar medie. De fapt, observațiile anterioare ale altor GRB lungi au indicat că nu există nicio corelație între luminozitatea GRB și dimensiunea exploziei supernovei asociate cu acesta. BARCA nu pare o excepție.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News