Trei elemente grele au fost observate pentru prima dată chiar în timp ce erau create

Au fost observate trei elemente grele în urma unei explozii de raze gamma (GRB), prima dată când a fost observată sinteza acestor elemente, ajutând la completarea originilor unei părți mai mari din tabelul periodic.

Originea elementelor cu mase atomice mai grele decât fierul a fost pentru multă vreme un mister. În cea mai mare parte a vieții unei stele, aceasta transformă hidrogenul în heliu, iar spre final, acest lucru poate ajunge la elemente ceva mai grele.

• De ce obiectele din oglinda mașinii sunt mai aproape decât par?
• Astronomii au aflat, în sfârșit, cum s-au „aprins” luminile în Univers

Cu toate acestea, pentru a face ceva dincolo de fier este nevoie de ceva mai dramatic. Se credea cândva că supernova este responsabilă de tot ceea ce este mai greu, dar îndoielile s-au strecurat chiar înainte de prima observare a unei kilonova rezultată din ciocnirea stelelor neutronice.

Trei elemente grele ar fi fost create într-o explozie stelară

Se crede acum că ambele tipuri de explozie stelară contribuie la stocul de elemente mai grele din univers, importanța fiecărei surse variind în funcție de element. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, acest lucru se bazează pe o mulțime de presupuneri, deoarece acestea nu au fost detectate în spectrul produs de niciun fel de explozie, notează IFLScience.

Acum, acest lucru s-a schimbat, cel puțin pentru trei elemente grele: wolfram, seleniu și telur, respectiv elementele cu numerele 74, 34 și 52.

„Am căutat semnătura sintezei metalelor grele în Univers și a fost nevoie de o explozie gigantică pentru a ne permite să o vedem”, a declarat dr. Gavin Lamb, de la Liverpool John Moores University (Regatul Unit). Evenimentul a fost explozia de raze gamma GRB 230307A, observată de Telescopul Spațial James Webb (JWST), a doua cea mai strălucitoare explozie de raze gamma observată vreodată.

Cum au fost detectate elementele?

GRB-urile pot avea cauze diferite, dar aceasta a fost rezultatul unei kilonova, similară cu cele în care am detectat undele gravitaționale produse prin fuziunea stelelor neutronice. GRB-ul a durat 200 de secunde, făcând-o una dintre exploziile mai lungi văzute. Se crede că exploziile lungi și scurte pot rezulta din cauze fundamental diferite, iar asocierea kilonovelor cu GRB-uri care durează mai mult de două secunde încă nu este bine înțeleasă.

Strălucirea ulterioară a fost surprinzător de slabă având în vedere puterea exploziei, dar JWST a capturat-o în infraroșu mijlociu la 29 și 61 de zile după ce razele gamma au ajuns la noi. Acest lucru a scos la iveală o linie spectrală de 2,15 microni, pe care oamenii de știință din 66 de instituții din întreaga lume o interpretează ca marcând prezența telurului, după ce a permis deplasarea către roșu a galaxiei despre care cred că a găzduit evenimentul.

Echipa a calculat că cantitatea de telur produsă ar fi egală cu aproximativ o miime din masa Soarelui sau de aproximativ 300 de ori masa Pământului. Acest lucru ajută la explicarea motivului pentru care, deși este foarte rar pe Pământ, telurul este relativ comun în Univers, per ansamblu.

Modelarea teoretică sugerează că kilonova ar trebui să producă mult teluriu, dar aceasta este prima dovadă experimentală, în afară de o detecție mai speculativă dintr-o kilonova anterioară, AT2017gfo.

Se crede că o linie mai slabă, de 4,5 microni, indică prezența tungstenului, seleniului sau a ambelor.

Cât de cunoscute sunt aceste trei elemente grele?

Telurul nu este un element bine cunoscut, aplicația sa majoră fiind celulele solare cu peliculă subțire și semiconductori. Mai important, probabil că prezența sa indică și producția de elemente în apropierea lui pe tabelul periodic, inclusiv vecinul său imediat, iodul, esențial pentru producerea hormonilor de reglare a creșterii.

Tungstenul este cel mai bine cunoscut drept răspunsul la întrebarea trivia: care metal are cel mai înalt punct de topire? Duritatea sa extremă îl face util în aliajele metalice. Seleniul este un micronutrient esențial pentru animale adăugat la unele alimente pentru a preveni deficiențele.

„La puțin peste 150 de ani de când Dmitri Mendeleev a scris tabelul periodic al elementelor, acum suntem în sfârșit în poziția de a începe să completăm ultimele spații libere pentru a înțelege unde a fost făcut totul”, a spus profesorul Andrew Levan, de la Universitatea Radboud (Țările de Jos).

Studiul este publicat în Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Ar putea cutremurele stelare să dezlege misterul exploziilor radio rapide?

Fără precedent: Astronomii au detectat o explozie radio la 8 miliarde de ani-lumină depărtare de Pământ

Misiunea Artemis II intră în faza finală! Ultimele pregătiri la cea mai puternică rachetă construită vreodată

Telescopul Webb a detectat cristale de cuarț în atmosfera unei exoplanete „pufoase”