Përplasja e rrallë kozmike veproi si një nga ‘fabrikat e arit’ në univers

Një shpërthim i pazakontë i ndritshëm drite i zbuluar nga teleskopë të shumtë në dhjetor 2021 ishte rezultat i një shpërthimi të rrallë kozmik që krijoi një mori elementësh të rëndë si ari dhe platini.

Shpërthimi i rrezeve gama, i quajtur GRB 211211A, zgjati rreth një minutë. Shpërthimet e rrezeve gama konsiderohen ndër shpërthimet më të forta dhe më të shndritshme në univers, dhe ato mund të shkojnë nga disa milisekonda deri në disa orë në gjatësi.

Kohëzgjatja e shpërthimit la të kuptohej se ishte shkaktuar nga shpërthimi i një ylli masiv, ndërsa ai vdiq në një supernova. Por pasojat e shpërthimit të rrezeve gama ishin të zbehta dhe u shuan më shpejt se ato të krijuara nga supernovat, dhe astronomët që analizuan ngjarjen gjithashtu vëzhguan një tepricë të dritës infra të kuqe.

“Ka shumë objekte në qiellin tonë të natës që zbehen shpejt,” tha Wen-fai Fong, asistent profesor i fizikës dhe astronomisë në Kolegjin e Arteve dhe Shkencave Weinberg të Universitetit Northwestern dhe autor i lartë dhe bashkautor i një prej katër studimeve të botuara rreth ngjarje të mërkurën në revistën Nature Astronomy.

“Ne e imazhojmë një burim në filtra të ndryshëm për të marrë informacione për ngjyrat, gjë që na ndihmon të përcaktojmë identitetin e burimit. Në këtë rast, ngjyra e kuqe mbizotëronte dhe ngjyrat blu zbeheshin më shpejt. Ky evolucion i ngjyrave është një shenjë treguese e një kilonova, dhe kilonovaet mund të vijnë vetëm nga bashkimi i yjeve neutron.

Kilonovat janë shpërthime të rralla, masive të shkaktuara nga përplasjet katastrofike midis yjeve neutronike, të cilat janë mbetjet tepër të dendura të yjeve të shpërthyer, ose përplasjet midis yjeve neutron dhe vrimave të zeza.

Pasi përcaktuan se një kilonova krijoi dritën infra të kuqe, astronomët u habitën edhe më shumë nga kohëzgjatja e shpërthimit të rrezeve gama. Shpërthimet e rrezeve gama të shkaktuara nga këto shpërthime të rralla janë vërejtur ndonjëherë të zgjasin më pak se dy sekonda, por ky sinjal zgjati të paktën një minutë.

“Kur ndoqëm këtë shpërthim të gjatë të rrezeve gama, prisnim që do të çonte në prova të një shembjeje masive ylli,” tha Fong. “Në vend të kësaj, ajo që gjetëm ishte shumë e ndryshme. Kur hyra në fushë 15 vjet më parë, u zbulua se shpërthimet e gjata të rrezeve gama vijnë nga shembjet masive të yjeve. Ky zbulim i papritur jo vetëm që përfaqëson një ndryshim të madh në të kuptuarit tonë, por gjithashtu hap në mënyrë emocionuese një dritare të re për zbulim.”

Yjet neutron janë objekte kozmike kompakte, kështu që studiuesit nuk prisnin kurrë që ata të përmbajnë material të mjaftueshëm për të krijuar një shpërthim të rrezeve gama që mund të zgjasë gati një minutë.

Shpërthimi ndodhi në një galaktikë rreth 1 miliard vite dritë larg nga Toka. Meqenëse ngjarja ndodhi relativisht afër, duke folur në astronomi, astronomët përdorën teleskopë të shumtë për të mbledhur detaje të paprecedentë.

“Ne zbuluam se kjo ngjarje prodhoi rreth 1000 herë më shumë se masa e Tokës në elementë shumë të rëndë. Kjo mbështet idenë se këto kilonova janë fabrikat kryesore të arit në Univers”, tha Dr. Matt Nicholl, një profesor i asociuar në Universitetin e Birminghamit në MB dhe bashkëautor i një prej studimeve të Astronomisë së Natyrës, në një deklaratë.

Karakteristikat e sapovëzhguara të kësaj ngjarjeje po ndryshojnë mënyrën se si astronomët kuptojnë shpërthimet e rrezeve gama, ose GRB-të.

“Një GRB e tillë e veçantë ishte e para e këtij lloji të zbuluar ndonjëherë,” tha Bing Zhang, një profesor i astrofizikës në Universitetin e Nevada, Las Vegas, dhe bashkëautor i një prej studimeve të Astronomisë së Natyrës, në një deklaratë. “Ky zbulim jo vetëm që sfidoi të kuptuarit tonë për origjinën e GRB-së, (por) ai gjithashtu kërkon që ne të shqyrtojmë një model të ri për mënyrën se si formohen disa GRB.”

Ekipi i Zhang beson se natyra unike e shpërthimit mund të ketë rezultuar nga një përplasje e mundshme midis një ylli neutron dhe një xhuxhi të bardhë, ose mbetjes së madhësisë së Tokës që shfaqet kur yjet me masë të ulët vdesin.

Ngjarja ka ndihmuar gjithashtu për t’iu përgjigjur disa pyetjeve rreth krijimit të elementëve më të rëndë në univers.

“Kilonovaet fuqizohen nga prishja radioaktive e disa prej elementeve më të rënda në univers,” tha Jillian Rastinejad, një doktoraturë në astronomi në Northwestern dhe autorja e parë e një prej studimeve të Astronomisë së Natyrës. “Por kilonovaet janë shumë të vështira për t’u vëzhguar dhe zbehen shumë shpejt. Tani, ne e dimë se mund të përdorim edhe disa breshëri të gjata të rrezeve gama për të kërkuar më shumë kilonova.

Teleskopi Hapësinor James Webb do t’u mundësojë astronomëve të kërkojnë për emetimet e lëshuara nga kilonovae duke përdorur spektroskopinë, ose duke matur gjatësi vale të ndryshme të dritës.

“Fatkeqësisht, edhe teleskopët më të mirë në tokë nuk janë mjaft të ndjeshëm për të kryer spektroskopi,” tha Rastinejad. “Me teleskopin (Webb), ne mund të kishim marrë një spektër të kilonovës. Këto linja spektrale ofrojnë prova të drejtpërdrejta që ju keni zbuluar elementët më të rëndë.”