Diagrama conceitual desta pesquisa. Vários metais pesados com assinaturas de comprimento de onda exclusivas são produzidos em uma explosão após a fusão de estrelas de nêutrons binárias. Esses metais são então incorporados às estrelas em formação, onde suas assinaturas podem ser observadas. Crédito:NAOJ / Universidade de Tóquio
Os astrônomos catalogaram sinais de nove metais pesados na luz infravermelha de estrelas supergigantes e gigantes. Novas observações baseadas neste catálogo ajudarão os pesquisadores a entender como eventos como fusões de estrelas de nêutrons binários afetaram a composição química e a evolução de nossa própria Via Láctea e de outras galáxias.
Logo após o Big Bang, o universo continha apenas hidrogênio e hélio. Outros elementos foram formados posteriormente por meio da fusão nuclear em estrelas ou eventos violentos como supernovas ou fusões de estrelas de nêutrons binários. Contudo, os detalhes dos vários processos e suas contribuições relativas ainda são mal compreendidos. Uma melhor compreensão da evolução química das galáxias é importante para entender como o ambiente de elementos ricos de planetas como a Terra veio a existir. Em particular, metais mais pesados que o níquel podem ser usados para rastrear eventos violentos, como fusões de estrelas de nêutrons binários.
Uma equipe de pesquisa incluindo membros da Universidade de Tóquio, Universidade Kyoto Sangyo, e NAOJ usou o espectrógrafo infravermelho próximo WINERED no telescópio Araki de 1,3 m no Observatório Astronômico Koyama em Kyoto no Japão para procurar sinais de metais pesados em 13 estrelas supergigantes e gigantes. Grande, estrelas supergigantes e gigantes brilhantes são fáceis de observar, mesmo longe; e a luz infravermelha tem a vantagem de ainda poder ser observada em regiões onde a matéria interestelar bloqueia a luz visível.
Cada elemento presente em uma estrela produz uma "assinatura" distinta na luz da estrela, absorvendo comprimentos de onda específicos da luz. A equipe comparou o espectro, as informações detalhadas do comprimento de onda, de cada estrela para bibliotecas contendo dezenas de linhas de absorção teoricamente previstas e descobriram que 23 linhas produzidas por nove elementos que variam de zinco a disprósio podem realmente ser observadas.
Com base nesses resultados, os astrônomos agora podem medir os níveis desses metais pesados em outras estrelas para mapear a diversidade química e a evolução da Via Láctea e de outras galáxias.
O estudo, intitulado "Identificação de linhas de absorção de metais pesados na faixa de comprimento de onda 0,97-1,32 μm, "é publicado no Suplemento de Jornal Astrofísico Série em 8 de janeiro, 2020.
