Resumo:
O satélite Einstein Probe observou uma curta explosão de raios gama que continuou a emitir raios X suaves durante quase dez minutos após o flash inicial ter desaparecido, revelando uma fase de atividade anteriormente difícil de detetar após a fusão de objetos densos, como estrelas de neutrões. Os investigadores acreditam que estes raios X podem vir dos detritos deixados pela fusão e fornecer novas pistas observacionais para a compreensão das fontes de curtas explosões de raios gama e ondas gravitacionais.
Em geral, acredita-se que pequenas explosões de raios gama sejam causadas por objetos compactos, como duas estrelas de nêutrons, orbitando uma à outra e eventualmente se fundindo. As fusões produzem ondas gravitacionais e uma das explosões mais poderosas do universo, mas o flash inicial de raios gama geralmente desaparece em menos de meio segundo. Muitos telescópios tradicionais de raios X de campo estreito precisam receber um aviso de explosão gama antes de se voltarem para o alvo, por isso muitas vezes perdem os sinais de raios X suaves, mais fracos e de menor energia, no estágio inicial da explosão.
Em 4 de julho de 2025, a sonda Einstein capturou uma explosão numerada EP250704a/GRB 250704B durante o evento. O evento inicialmente parecia ser uma explosão curta comum de raios gama, mas o flash brilhante que durou menos de meio segundo foi detectado simultaneamente pelo monitor de raios gama SVOM, pelo telescópio de alta energia do satélite Eye e pelo telescópio de raios X de campo amplo Einstein Probe. Mas o sinal não desapareceu. A fonte então liberou raios X suaves várias vezes por quase dez minutos. Li An, estudante de doutorado na Universidade Normal de Pequim e pesquisador de plantão na fonte temporária da sonda Einstein, realizou imediatamente análises preliminares após receber o alerta do satélite.
A equipa de investigação destacou que este longo período de radiação transportava uma energia considerável, mas o espectro caiu principalmente na faixa mais suave dos raios X. Para explosões em escalas cosmológicas típicas, o sinal está abaixo do limiar de detecção de instrumentos convencionais de raios gama, como o Telescópio de Alerta GRB do satélite Swift, de modo que missões anteriores podem ter registrado apenas o breve flash inicial e perdido a atividade subsequente.
Posteriormente, a equipa internacional realizou observações conjuntas desde raios X, luz visível até bandas de rádio. A equipa de Eleonora Troia na Universidade Sapienza de Roma obteve dados importantes sobre o desvio para o vermelho através de análise espectral, confirmou a galáxia hospedeira e mediu a distância; observações multibanda também descartaram a possibilidade de acompanhar supernovas, fornecendo fortes evidências de que o sinal se originou da fusão de corpos celestes compactos.
O tempo e as características variáveis do sinal indicam que os raios X sustentados podem vir diretamente dos destroços fundidos, em vez de uma onda de choque que se expande para fora. A análise de alta energia liderada por Yin Yihan, estudante de doutorado da Universidade de Hong Kong, descobriu que o brilho do EP250704a mudou rapidamente e o espectro também mudou com o tempo; essas características, combinadas com mudanças subsequentes no brilho residual dos raios X e da luz visível, apontam para a atividade contínua do motor central após a curta explosão de raios gama. Uma explicação possível é que a fusão formou um magnetar, uma estrela de nêutrons com rotação de alta velocidade e campo magnético extremamente forte, que fornece energia para radiação prolongada de raios X e continua a injetar energia para fora; esta explicação ainda é um possível mecanismo proposto pelos pesquisadores.
Desde que os cientistas detectaram pela primeira vez simultaneamente a radiação electromagnética e as ondas gravitacionais produzidas pela fusão de uma estrela de neutrões em 2017, os astrónomos têm procurado sinais que possam revelar o processo de fusão e a sua subsequente evolução. Os pesquisadores disseram que o componente suave de raios X descoberto desta vez fornece um novo método de observação, o que pode indicar que o fenômeno dos transientes rápidos de raios X também pode se tornar a contraparte eletromagnética de fontes de ondas gravitacionais e pode originar-se da fusão de corpos celestes compactos. Outras explosões curtas de raios gama podem ser acompanhadas por raios X suaves de longa duração semelhantes, mas têm sido difíceis de capturar com equipamentos anteriores.
A equipe de pesquisa acredita que esta descoberta amplia a compreensão das fusões de estrelas de nêutrons e também pode ajudar os cientistas a estudar mais detalhadamente os detritos da fusão e restringir a equação de estado das estrelas de nêutrons. O artigo relevante foi publicado no "Boletim Científico" em 10 de agosto de 2026. A pesquisa foi concluída por pesquisadores da Universidade Normal de Pequim, Universidade de Nanjing, Universidade Sapienza de Roma, Universidade de Hong Kong e outras instituições.
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