Os astrónomos observaram uma violenta colisão de estrelas de neutrões – os restos de estrelas em colapso – num local incomum: uma pequena e ténue galáxia anã incorporada num enorme fluxo de gás intergaláctico. Esta descoberta, feita usando o Observatório de Raios X Chandra da NASA e outros telescópios, esclarece por que algumas explosões de raios gama (GRBs) parecem surgir do espaço vazio e como elementos pesados como ouro e platina podem ser encontrados longe dos centros galácticos.
A física extrema das fusões de estrelas de nêutrons
As estrelas de nêutrons estão entre os objetos mais densos do universo, formadas quando estrelas massivas esgotam seu combustível e entram em colapso. Quando duas estrelas de nêutrons espiralam uma na outra, elas criam uma explosão catastrófica que libera imensa energia e forja elementos pesados por meio de rápidas reações nucleares. Estas colisões são eventos chave na produção cósmica de materiais mais pesados que o ferro – incluindo ouro, platina e outros metais preciosos.
Por que essa descoberta é importante
Anteriormente, os astrónomos tinham documentado estas fusões principalmente em galáxias maiores e mais típicas. A nova descoberta mostra que estes eventos podem ocorrer em galáxias extremamente pequenas, ou mesmo nos vazios entre galáxias, explicando por que algumas GRBs não possuem uma galáxia hospedeira visível.
“Encontrar uma colisão de estrelas de nêutrons onde encontramos é uma mudança no jogo”, disse a Dra. Simone Dichiara, astrônoma da Penn State University. “Pode ser a chave para desvendar não uma, mas duas questões importantes na astrofísica.”
O local desta fusão – a aproximadamente 4,7 mil milhões de anos-luz de distância – está inserido num vasto fluxo de gás que se estende por 600.000 anos-luz, provavelmente o resultado de colisões galácticas passadas. Este ambiente sugere que estrelas de nêutrons podem se formar e colidir nessas regiões caóticas e ricas em gás entre galáxias.
Como a descoberta foi feita
O evento, designado GRB 230906A, foi detectado pela primeira vez em 6 de setembro de 2023, pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA. Observações subsequentes do Chandra, Swift e do Telescópio Espacial Hubble identificaram a localização da explosão na tênue galáxia anã. Os dados combinados revelaram que a colisão ocorreu numa região onde galáxias já tinham colidido anteriormente, desencadeando a formação de estrelas e eventualmente levando à fusão de duas estrelas de neutrões.
“Encontramos uma colisão dentro de uma colisão”, disse a Dra. Eleonora Troja, astrônoma da Universidade de Roma. “A colisão galáctica desencadeou uma onda de formação estelar que, ao longo de centenas de milhões de anos, levou ao nascimento e eventual colisão destas estrelas de neutrões.”
Implicações para distribuição de elementos pesados
Esta descoberta pode explicar como o ouro e a platina são observados em estrelas localizadas longe dos núcleos galácticos. As fusões de estrelas de nêutrons podem espalhar esses elementos pesados pela periferia das galáxias, enriquecendo as gerações subsequentes de estrelas. Embora uma explicação alternativa sugira que a explosão possa ter ocorrido por trás de outra galáxia distante, os investigadores preferem o cenário da galáxia anã.
A descoberta destaca o poder das colaborações multitelescópicas na revelação de mistérios cósmicos e enfatiza que eventos astrofísicos extremos podem ocorrer mesmo nos lugares mais inesperados.
Em última análise, esta descoberta reforça que o Universo é muito mais complexo do que se imaginava anteriormente e que as fusões de estrelas de neutrões podem ser um fenómeno mais comum em ambientes cósmicos invulgares do que pensávamos.
