Os astrônomos há muito confiam em breves explosões de raios gama para identificar colisões entre estrelas de nêutrons. Esses flashes podem desaparecer em menos de dois segundos. Agora, uma nova investigação mostra que algumas fusões de estrelas de neutrões também podem produzir flashes de raios X que permanecem visíveis durante vários minutos.
Um estudo publicado em boletim científico Fornece fortes evidências para esse relacionamento. As descobertas levantam a possibilidade de que alguns flashes cósmicos misteriosos, cujas fontes são difíceis de explicar, possam na verdade provir da fusão de estrelas de nêutrons.
Desde o lançamento do satélite Einstein Probe em janeiro de 2024, os astrônomos detectaram centenas de flashes brilhantes de raios X de galáxias distantes. Esses eventos, chamados de transientes rápidos de raios X, têm diversas origens possíveis. Alguns têm sido associados à morte de estrelas gigantes, enquanto outros permanecem inexplicados.
Pode ser difícil determinar o que os causa porque os astrônomos muitas vezes não sabem a que distância os eventos estão ou quanta energia eles liberam.
Um potencial nascimento magnético
Pesquisadores do grupo da Professora Eleonora Troja, apoiados por uma bolsa Consolidadora do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), obtiveram observações que ajudaram a identificar a fonte de um desses transientes de raios-X.
Depois de receber um alerta do satélite Einstein Probe, a equipe conduziu observações rápidas de acompanhamento com vários instrumentos, incluindo o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul e o Very Large Array. Ao estudar o que restou após a explosão, os investigadores concluíram que podem ter testemunhado a criação de um magnetar resultante da colisão (ou fusão) de duas estrelas de neutrões.
As estrelas de nêutrons são remanescentes estelares extremamente densos que são deixados para trás depois que estrelas massivas chegam ao fim de suas vidas. Quando duas estrelas de nêutrons se fundem, elas produzem ondas gravitacionais que viajam pelo espaço. A luz produzida durante estes eventos pode ajudar os astrónomos a determinar o que sobrevive à colisão.
Pequenas explosões de raios gama têm sido tradicionalmente os principais sinais eletromagnéticos associados às fusões de estrelas de nêutrons.
“No entanto, se o remanescente da colisão for uma magnetar, poderá explodir durante um longo período de tempo”, disse o professor Troja, que faz parte da Colaboração Europeia da Sonda Einstein e co-autor correspondente do artigo. “Os magnatrons são estrelas de nêutrons em rotação rápida com enormes campos magnéticos. Quando despejam sua força magnética no ambiente, podem tornar qualquer explosão mais brilhante e duradoura. Quando vi os dados de raios X deste novo fenômeno, percebi que algo estava errado.”
um flash de raio-x recorde
O evento, designado EP250704a/GRB 250704B, foi detectado pelos satélites SVOM, InSight-HXMT e Einstein Probe em 4 de julho de 2025.
Sua explosão de raios gama durou apenas meio segundo. Em contraste, a sonda Einstein registrou emissões brilhantes de raios X durante cerca de dez minutos.
“Esta é a corrida mais duradoura. Esta é uma oportunidade de ter um lugar na primeira fila para as forças mais extremas do universo e descobrir mais dos seus mistérios.”
Os investigadores passaram anos à procura de uma forte ligação entre transientes rápidos de raios X e fusões de estrelas de neutrões. Os candidatos anteriores rapidamente não conseguiram fornecer provas suficientes.
Desta vez, Pasleva respondeu em poucos minutos, permitindo que as observações começassem enquanto o evento ainda estava brilhante o suficiente para ser estudado em detalhe.
Pasaleva relembra: “Eu estava voltando para casa de trem e de repente estava correndo do meu laptop para controlar um dos maiores telescópios do mundo”.
Medindo um flash a mais de 6 bilhões de anos de distância
Usando o instrumento X-Shooter do VLT, Pasleva e colegas decompuseram a luz do evento nos seus componentes individuais. Eles identificaram padrões de absorção distintos que lhes permitiram medir o desvio para o vermelho, que indica a distância da fonte.
A equipe mediu um desvio para o vermelho de z=0,6610. Isto revelou que a explosão ocorreu muito antes do nosso Sol e dos seus planetas se formarem. A sua luz viajou durante mais de seis mil milhões de anos antes de chegar à Terra.
Então os pesquisadores descobriram outra pista importante.
Usando observações profundas do instrumento FORS2 do VLT, procuraram uma supernova brilhante. Normalmente seria esperada uma supernova se o colapso de uma estrela massiva produzisse um flash de raios X de longa duração.
Nenhuma supernova apareceu.
Em conjunto, a distância medida, a ausência de uma supernova e as características da explosão forneceram fortes evidências de que o evento foi causado pela fusão de uma estrela de nêutrons.
Uma nova maneira de encontrar fusões de estrelas de nêutrons
Se outros eventos desse tipo forem encontrados, os astrônomos poderão determinar com que frequência as fusões de estrelas de nêutrons produzem magnetares.
“Explorando mais desses
Informações adicionais
Esta pesquisa foi feita por uma colaboração internacional de astrônomos.
Os autores principais são: An Li (Universidade Normal de Pequim), Chen-Wei Wang (Academia Chinesa de Ciências), Nicolo Pasaleva (Universidade de Roma Tor Vergata), Ji An (Academia Chinesa de Ciências).
Os autores correspondentes são: Binbin Zhang (Universidade de Nanjing), Eleonora Troja (Universidade de Roma Tor Vergata), Yi-Han Iris Yin (Universidade de Hong Kong), Jing-Wei Hu (Academia Chinesa de Ciências), Hua-Li Li (Academia Chinesa de Ciências)
As observações do VLT usadas neste estudo foram realizadas como parte do programa maior 114.27LW (PI: Eleonora Troja), intitulado “Queenb: A Search for Elusive Neutron Star and Black Hole Mergers”.
