Acredita-se que mini-explosões de raios gama, ou GRBs curtos, ocorram quando dois objetos compactos, como estrelas de nêutrons, espiralam em direção um ao outro antes de colidirem e se fundirem. Estes eventos excepcionalmente violentos geram ondas gravitacionais e estão entre as explosões mais poderosas do universo.
Durante décadas, os astrónomos detectaram estes eventos principalmente através do seu brilho de raios gama. Sua emissão inicial de raios X suaves tem sido muito mais difícil de observar porque a maior parte dos raios suaves de campo estreito da Sonda Einstein
Um flash de meio segundo seguido por um resultado muito longo
O evento, designado EP250704a/GRB 250704B, surpreendeu os pesquisadores em 4 de julho de 2025. Ann Li, estudante de doutorado na Universidade Normal de Pequim e defensora transitória do PE, estava de plantão quando o sinal apareceu.
“Este evento inicialmente parecia ser um GRB curto comum, produzindo um flash brilhante com duração de menos de meio segundo que foi detectado simultaneamente em raios gama pelo SVOM-GRM e InSight-HXMT, e em raios X pelo EP-WXT”, disse Li.
Depois de receber o alerta a bordo do EP, Lee iniciou imediatamente a análise preliminar. O que aconteceu a seguir foi inesperado.
“No entanto, em vez de desaparecer, a fonte continuou a emitir episódios de raios X suaves durante cerca de dez minutos.”
A atividade prolongada de raios X foi energética, mas ocorreu em comprimentos de onda que os instrumentos convencionais de raios gama teriam dificuldade em detectar.
“Embora esta emissão de longa duração contivesse energia substancial, o seu espectro era tão suave que, para uma explosão a esta distância cosmológica específica, permaneceu abaixo do limite de detecção de instrumentos convencionais de raios gama, como o Burst Alert Telescope do Swift. Como resultado, as missões anteriores teriam registado apenas breves flashes de raios gama, perdendo a actividade mais longa revelada pelo PE,” disse o professor Bin-Bin Zhang da Universidade de Nanjing, co-autor correspondente do artigo. Iniciou um estudo aprofundado do incidente. “Nossas observações mostram que o que parece ser uma típica explosão curta de raios gama pode, na verdade, esconder um episódio de atividade muito mais longo e mais rico em energias suaves de raios X”.
Rastreamento de explosão em todo o espectro
Para determinar o que causou o sinal incomum, os pesquisadores conduziram uma extensa campanha internacional de acompanhamento usando observações que vão desde raios-X e comprimentos de onda ópticos até rádio.
“Observações coordenadas em vários comprimentos de onda foram essenciais”, disse a professora Eleonora Troja da Universidade de Roma “Tor Vergata”, co-autora correspondente do artigo, cujo grupo obteve informações importantes sobre o desvio para o vermelho a partir da análise espectroscópica. “Eles não só nos permitiram identificar e estudar a galáxia hospedeira da explosão e medir a sua distância, mas também nos permitiram descartar uma supernova acompanhante e fornecer fortes evidências que ligam esta extraordinária emissão de raios-X a uma fusão de objetos compactos.”
As observações combinadas ajudaram a estabelecer que a atividade incomum de raios X estava associada a uma fusão de objetos compactos, e não a algum outro tipo de explosão estelar.
Evidência de um motor central de longa duração
Um exame mais detalhado revelou que a emissão de raios X de longo alcance estava sendo impulsionada diretamente pelo remanescente deixado pela fusão, e não pela onda de choque que se movia para fora.
Yi-Han Iris Yin, estudante de doutorado no Departamento de Física da Universidade de Hong Kong e no Instituto de Astronomia e Astrofísica de Hong Kong, liderou a análise da emissão de alta energia. Como co-autora correspondente, ela descobriu que o brilho em rápida mudança do EP250704a, o espectro em evolução e os subsequentes raios X e brilho óptico apontam para a atividade contínua do motor central após o curto GRB inicial já ter desaparecido.
“Uma explicação plausível é que a fusão produziu uma estrela de nêutrons altamente magnetizada e de rotação rápida – conhecida como magnetar – que impulsionou a emissão prolongada de raios X e a injeção sustentada de energia”, disse Yin.
Tal magnetar poderia fornecer uma explicação natural para o motivo pelo qual o sistema permaneceu ativo muito depois do breve flash de raios gama ter terminado.
Uma nova ferramenta para astronomia multi-mensageiro
Esta descoberta pode ter consequências importantes para o estudo das fusões de estrelas de nêutrons e das fontes de ondas gravitacionais.
Desde que a radiação eletromagnética e as ondas gravitacionais provenientes da fusão de estrelas de neutrões foram detetadas conjuntamente pela primeira vez em 2017, os astrónomos têm procurado sinais eletromagnéticos adicionais que possam explicar o que acontece durante e após estas colisões extremas.
O professor Troja disse: “Os componentes de raios X moles recém-descobertos fornecem uma nova sonda, mostrando que
Os pesquisadores também sugerem que esse tipo de atividade prolongada de raios X suaves pode não ser incomum. Sinais semelhantes também podem ocorrer com outros GRBs pequenos, mas não foram notados porque as missões anteriores não foram capazes de capturar emissões aceleradas em energias abaixo do limite de raios gama.
Uma fase oculta da fusão de estrelas de nêutrons
“Esta descoberta amplia a nossa visão das fusões de estrelas de nêutrons para além dos breves flashes de raios gama”, disse Yin. “Ao revelar esta fase de raios X suaves anteriormente oculta, a sonda Einstein abre uma nova janela para estudar os remanescentes da fusão de estrelas de nêutrons e pode, em última análise, ajudar a restringir a equação de estado da estrela de nêutrons.”
Ao revelar actividade que pode passar despercebida pelas observações convencionais de raios gama, a Sonda Einstein poderá dar aos astrónomos uma nova forma de estudar tanto as consequências imediatas das fusões de estrelas de neutrões como a sua ligação a eventos de ondas gravitacionais.
O professor Zhang disse: “As descobertas também demonstram o potencial único da sonda Einstein para descobrir novas classes de fenómenos transitórios e reforçar o seu papel na era da astronomia multi-mensageira, na qual as ondas gravitacionais e a radiação electromagnética são estudadas em conjunto para compreender alguns dos fenómenos mais extremos do universo”.
