Den näst ljusstarkaste gammablixt som någonsin observerats skapade element som behövs för liv

Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan (IMAPP, Warw)
Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan (IMAPP, Warw)

Forskare har observerat bildandet av sällsynta kemiska grundämnen i den näst ljusstarkaste gammablixt som någonsin observerats – vilket kastar nytt ljus över hur tunga grundämnen bildas.

Forskarna undersökte den exceptionellt ljusstarka gammablixten GRB 230307A, som orsakades av en sammanslagning av neutronstjärnor. Explosionen observerades med hjälp av en rad mark- och rymdbaserade teleskop, inklusive NASA:s James Webb Space Telescope, Fermi Gamma-ray Space Telescope och Neil Gehrels Swift Observatory.

Det internationella forskarteamet, som även inkluderar experter från University of Birmingham, publicerar sina resultat i Nature och avslöjar att de hittade det tunga kemiska grundämnet tellurium i explosionens efterdyningar.

Andra grundämnen som jod och torium, som behövs för att upprätthålla livet på jorden, kommer sannolikt också att finnas bland det material som kastades ut av explosionen, även känd som en kilonova.

Ben Gompertz, biträdande professor i astronomi vid University of Birmingham och medförfattare till studien förklarar: ”Gammablixtar kommer från kraftfulla jetstrålar som färdas med nästan ljusets hastighet – i det här fallet drivs de av en kollision mellan två neutronstjärnor. Dessa stjärnor tillbringade flera miljarder år i en spiral mot varandra innan de kolliderade och gav upphov till den gammablixt som vi observerade i mars i år.”

”Fusionsplatsen är ungefär lika lång som Vintergatan (ca 120 000 ljusår) utanför deras hemgalax, vilket innebär att de måste ha skickats ut tillsammans. Kolliderande neutronstjärnor ger de förutsättningar som behövs för att syntetisera mycket tunga grundämnen, och det radioaktiva skenet från dessa nya grundämnen drev den kilonova som vi upptäckte när explosionen bleknade. Kilonovae är extremt sällsynta och mycket svåra att observera och studera, vilket är anledningen till att den här upptäckten är så spännande.”

GRB 230307A var en av de ljusstarkaste gammablixtarna som någonsin observerats – över en miljon gånger ljusstarkare än hela Vintergatan tillsammans. Detta är andra gången som enskilda tunga grundämnen har upptäckts med hjälp av spektroskopiska observationer efter en neutronstjärnefusion, vilket ger ovärderlig insikt i hur dessa viktiga byggstenar som behövs för liv bildas.

Huvudförfattaren till studien Andrew Levan, professor i astrofysik vid Radboud University i Nederländerna, säger: ”Drygt 150 år efter att Dmitri Mendeleev skrev ned det periodiska systemet för grundämnen kan vi nu äntligen börja fylla i de sista tomrummen och förstå var allting skapades, tack vare James Webb Telescope.”

GRB 230307A varade i 200 sekunder, vilket innebär att den kategoriseras som en gammablixt med lång varaktighet. Detta är ovanligt eftersom korta gammablixtar, som varar mindre än två sekunder, oftare orsakas av neutronstjärnefusioner. Långa gammablixtar som denna orsakas vanligtvis av en massiv stjärnas explosiva död.

Forskarna försöker nu lära sig mer om hur dessa sammanslagningar av neutronstjärnor fungerar och hur de driver dessa enorma elementgenererande explosioner.

Samantha Oates, en av medförfattarna till studien och postdoktoral forskare vid University of Birmingham (nu lektor vid Lancaster University) säger: ”För bara några år sedan skulle upptäckter som denna inte ha varit möjliga, men tack vare James Webb Space Telescope kan vi observera dessa fusioner i utsökt detalj.”

Dr. Gompertz avslutar: ”Fram till nyligen trodde vi inte att fusioner kunde driva gammablixtar i mer än två sekunder. Vårt nästa jobb är att hitta fler av dessa långlivade fusioner och utveckla en bättre förståelse för vad som driver dem – och om även tyngre grundämnen skapas. Den här upptäckten har öppnat dörren till en omvälvande förståelse av vårt universum och hur det fungerar.”

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

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.