Una explosión 1 millón de veces más brillante que la Vía Láctea crea elementos elementos necesarios para la vida

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Un equipo de científicos ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para observar una explosión de rayos gamma excepcionalmente brillante, GRB 230307A, y su kilonova asociada. Las kilonovas -explosiones producidas por la fusión de una estrella de neutrones con un agujero negro o con otra estrella de neutrones- son extremadamente raras, lo que dificulta su observación. Las capacidades infrarrojas altamente sensibles de Webb ayudaron a los científicos a identificar la dirección de origen de las dos estrellas de neutrones que crearon la kilonova. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan (IMAPP, Warw)
Un equipo de científicos ha utilizado el telescopio espacial James Webb de la NASA para observar una explosión de rayos gamma excepcionalmente brillante, GRB 230307A, y su kilonova asociada. Las kilonovas -explosiones producidas por la fusión de una estrella de neutrones con un agujero negro o con otra estrella de neutrones- son extremadamente raras, lo que dificulta su observación. Las capacidades infrarrojas altamente sensibles de Webb ayudaron a los científicos a identificar la dirección de origen de las dos estrellas de neutrones que crearon la kilonova. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan (IMAPP, Warw)

Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de investigadores recoge observaciones de la explosión de rayos gamma GRB 230307A, excepcionalmente brillante. Se trata de la segunda explosión de rayos gamma más brillante causada por la fusión de una estrella de neutrones.

El equipo observó estos rayos gamma utilizando un conjunto de telescopios terrestres y espaciales, como el telescopio espacial James Webb de la NASA, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi y el Observatorio Swift de Neil Gehrels.

El GRB 230307A entra en la categoría de estallidos de rayos gamma de larga duración debido a sus 200 segundos de duración. Se trata de un fenómeno poco frecuente, ya que las fusiones de estrellas de neutrones suelen provocar explosiones de rayos gamma de corta duración, inferiores a dos segundos.

Además, los científicos observaron la creación de elementos químicos raros. Entre ellos, el elemento químico pesado telurio, llamado Kilonova, en las secuelas de la explosión, así como yodo y torio.

El Dr. Ben Gompertz, profesor adjunto de Astronomía en la Universidad de Birmingham y coautor del estudio, explica: "Los estallidos de rayos gamma proceden de potentes chorros que viajan casi a la velocidad de la luz; en este caso, impulsados por una colisión entre dos estrellas de neutrones. Estas estrellas pasaron varios miles de millones de años girando en espiral la una hacia la otra antes de colisionar y producir el estallido de rayos gamma que observamos en marzo de este año. El lugar de la fusión tiene la longitud aproximada de la Vía Láctea (unos 120.000 años-luz) fuera de su galaxia de origen, lo que significa que debieron lanzarse juntas."

"La colisión de estrellas de neutrones proporciona las condiciones necesarias para sintetizar elementos de peso, y el brillo radiactivo de estos nuevos elementos impulsó la Kilonova que detectamos cuando la explosión se desvaneció. Las kilonovas son extremadamente raras y difíciles de observar y estudiar, por eso este descubrimiento es tan emocionante."

El autor principal del estudio, Andrew Levan, catedrático de Astrofísica de la Universidad de Radboud (Países Bajos), declaró: "Poco más de 150 años después de que Dmitri Mendeléyev escribiera la tabla periódica de los elementos, por fin estamos en condiciones de empezar a rellenar esos últimos espacios en blanco para comprender dónde se fabricó todo, gracias al telescopio James Webb".

La Dra. Samantha Oates, coautora del estudio mientras era becaria de investigación postdoctoral en la Universidad de Birmingham (ahora es profesora en la Universidad de Lancaster), declaró: "Hace sólo unos pocos años, descubrimientos como éste no habrían sido posibles, pero gracias al telescopio espacial James Webb podemos observar estas fusiones con exquisito detalle".

El equipo está ahora deseando saber más sobre cómo funcionan estas fusiones de estrellas de neutrones y cómo alimentan estas enormes explosiones generadoras de elementos.

Fuentes, créditos y referencias:

NASA - Andrew Levan et al, Heavy element production in a compact object merger observed by JWST, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06759-1

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