The Telescopul spațial James Webb a descoperit cauza celei mai puternice explozii cosmice de la Big Bang.
Explozia (poreclit BARCA sau „cea mai strălucitoare din toate timpurile”) este o explozie de raze gamma (GRB) care a scuipat fotoni pe Pământ cu mai multă energie decât cei găsiți în interiorul Large Hadron Collider. Această lumină a fost detectată de telescoape aflate pe orbită și pe sol pe 9 octombrie 2022 și a venit de la 2,4 miliarde de ani lumină depărtare în constelația Sagitta.
Acum, o echipă de oameni de știință a depistat originile probabile ale BOAT la o supernova gigantică care a apărut după prăbușirea unei stele gigantice.
Cu toate acestea, cercetările lor dezvăluie un nou mister – supernove, cum ar fi cea din spatele BARCĂ, se presupune că sunt fabrici cosmice pentru elemente grele precum platina și aurul, dar când cercetătorii s-au uitat, nu au găsit nicio dovadă pentru ele. Oamenii de știință și-au publicat concluziile pe 12 aprilie în jurnal Astronomia naturii.
„Când am confirmat că GRB a fost generat de prăbușirea unei stele masive, asta ne-a oferit oportunitatea de a testa o ipoteză despre modul în care se formează unele dintre cele mai grele elemente din univers”, principalul autor al studiului. Peter Blanchardastrofizician la Universitatea Northwestern, a spus într-o declarație. „Nu am văzut semnături ale acestor elemente grele, sugerând că GRB-urile extrem de energice precum BOAT nu produc aceste elemente.
„Asta nu înseamnă că toate GRB-urile nu le produc”, a adăugat Blanchard, „dar este o informație cheie, deoarece continuăm să înțelegem de unde provin aceste elemente grele”.
Legate de: Telescopul James Webb confirmă că este ceva grav greșit în înțelegerea noastră despre univers
Când o stea masivă rămâne fără combustibil, ea se prăbușește înainte de a exploda în exterior într-o explozie gigantică de supernovă, lăsând în urmă o stea neutronică ultra-densă sau un gaură neagră. Sunt aceste explozii stelare – și uneori chiar ciocniri între două stele neutronice — care produc explozii puternice de raze gamma care pot fi detectate de observatoarele din spațiu și chiar de pe Pământ.
Primele explozii de raze gamma au fost detectate accidental de sateliții militari americani în anii 1960. De atunci, ei au continuat să sune la echipamente care sunt capabile să detecteze lumina lor de mare energie. Dar când a apărut BARCA, era de cel puțin 10 ori mai strălucitoare decât orice altă explozie cosmică la care a fost vreodată martoră.
„Evenimentul a produs unii dintre fotonii de cea mai mare energie înregistrați vreodată de sateliții menționați să detecteze razele gamma”, a spus Blanchard. „Acesta a fost un eveniment pe care Pământul îl vede doar o dată la 10.000 de ani.”
De fapt, izbucnirea a fost atât de strălucitoare, încât astronomii au trebuit să aștepte șase luni să se stingă înainte de a putea folosi Telescopul spațial James Webb pentru a-l privi direct.
„GRB a fost atât de strălucitor încât a ascuns orice semnătură potențială a supernovei în primele săptămâni și luni de la explozie”, a spus Blanchard. „În aceste momente, așa-numita strălucire a GRB era ca farurile unei mașini care vin direct spre tine, împiedicându-te să vezi mașina în sine. Așa că, a trebuit să așteptăm ca aceasta să se estompeze semnificativ pentru a ne oferi șansa de a văzând supernova”.
După ce au îndreptat instrumentul JWST Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) către sursa exploziei, cercetătorii au găsit semnături ale unor elemente precum oxigenul și calciul, care se găsesc în mod obișnuit în supernove. Dar nu au găsit elemente mai grele decât fierul printre resturi, potențial excluzând explozii strălucitoare precum BOAT ca producători de metale grele.
Și, în mod surprinzător, în ciuda luminozității extreme a exploziei de raze gamma, supernova din care a provenit avea o luminozitate destul de medie. Este posibil, potrivit cercetătorilor, ca BARCA să fi dobândit o intensitate extraordinară din materialul stelei care explodează fiind canalizat de-a lungul un jet relativist neobișnuit de îngust — un flux de materie încărcată aproape de viteza luminii.
„Este ca și cum ai focaliza fasciculul unei lanterne într-o coloană îngustă, spre deosebire de un fascicul larg care traversează un întreg perete”, co-autor Tanmoy Laskar, a declarat în declarație un profesor asistent de fizică la Universitatea din Utah. „De fapt, acesta a fost unul dintre cele mai înguste jeturi văzute pentru o explozie de raze gamma până acum, ceea ce ne oferă un indiciu despre motivul pentru care strălucirea ulterioară a apărut la fel de strălucitoare ca și ea. Pot fi și alți factori responsabili, o întrebare care cercetătorii vor studia anii următori”.
Cercetătorii spun că următorii lor pași vor fi să folosească JWST pentru a se uita la alte supernove. Contrastând diferitele lor luminozități, jeturi, elemente chimice și caracteristicile galaxiei gazdă i-ar putea ajuta să-și dea seama cât de neobișnuită a fost BARCA și condițiile în care sunt făcute elementele grele ale universului.