Sinais de raios-X rápidos e extremamente energéticos podem ajudar explicar fenômenos misteriosos espalhados pelo espaço.
Desde a década de 60, astrônomos têm cada vez mais observado sinais extremamente energéticos vindo de regiões distantes do Universo. Esses sinais de alta energia, como raios X e raios gama, costumam ser indícios de fenômenos extremos como explosões estelares, colisões de estrelas de nêutrons ou jatos relativísticos. Esses eventos liberam uma quantidade alta de energia em curtos períodos de tempo e explicam alguns processos extremos do Universo.
Um dos maiores mistérios por décadas foram os gamma ray bursts (GRBs). Os GRBs são pulsos de raios gama muito energéticos que surgem aleatoriamente no céu e podem durar de milissegundos a alguns minutos. Hoje, sabe-se que existem dois tipos principais: os de curta duração, geralmente associados à fusão de estrelas de nêutrons, e os de longa duração, ligados ao colapso de estrelas massivas em supernovas. Por serem tão energéticos, os GRBs são ótimas ferramentas para estudar galáxias mais distantes.
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Um novo estudo publicado por astrofísicos investigou sinais de raios X chamados de fast X-ray transients (FXTs) que exibem um comportamento ainda não explicado na Astronomia. Em alguns casos, após a explosão principal da estrela, os telescópios detectam um brilho persistente em raios X de segundos ou horas. Os mecanismos exatos por trás dessas emissões ainda não são totalmente explicados e, nesse novo estudo, astrofísicos acreditam que encontraram a resposta para isso.
Supernova do tipo Ic
Supernovas são fenômenos bem conhecidos e geralmente divididos em tipo I e tipo II. No entanto, as supernovas são complexas e existe uma variedade de tipos I que devem ser considerados. Por exemplo, uma supernova do tipo Ic é um tipo que ocorre quando uma estrela massiva colapsa após ter perdido completamente suas camadas externas de hidrogênio e hélio. Diferente das supernovas dos tipos II e Ib, que retêm parte desses elementos.
As supernovas do tipo Ic apresentam espectros sem linhas de hidrogênio e hélio indicando que a estrela perdeu grande parte de sua massa, seja por ventos estelares ou por interação com uma estrela companheira.
Essas supernovas estão frequentemente associadas a um tipo de estrela chamada de Wolf-Rayet. Essas estrelas são muito quentes e são observadas em regiões de formação estelar ativa. As supernovas tipo Ic também estão ligadas a alguns GRBs de longa duração. Esses GRBs sugerem que quando uma supernova do tipo Ic surge, ela está associada à formação de um buraco negro e na ejeção de jatos relativísticos.
GRB
Um GRB é uma emissão de raios gamas que é o tipo mais energético de radiação eletromagnética. Ele acontece de forma repentina e dura de milissegundos a alguns minutos. Esses eventos são os mais luminosos e energéticos já observados no Universo desde o Big Bang. Eles chegam a liberar em segundos a mesma quantidade de energia que o Sol emitiria em bilhões de anos. Eles são constantemente observados por satélites que monitoram o céu em busca de emissões de alta energia.
Os dois tipos principais de GRBs são os de curta duração, que duram menos de dois segundos, e os de longa duração, com mais de dois segundos. Após a emissão inicial de raios gama, há algo chamado de afterglow ou algo como “após-explosão” que é detectada em comprimentos de onda menores, como raios X, luz visível e rádio. Esses comprimentos permitem que os astrônomos localizem e estudem sua origem.
Observação
Uma equipe de astrônomos analisaram dados obtidos pelo Einstein Probe que encontrou um transiente rápido de raios X (FXT) relativamente próximo da Terra. Esse FXT está a apenas 2,8 bilhões de anos-luz , o que é algo incomum de ser encontrado. Nomeado EP 250108a, o fenômeno foi observado por telescópios como o Keck e o próprio Telescópio Espacial James Webb. Isso permitiu obter dados em diferentes comprimentos de onda, incluindo infravermelho e óptico.
Essas observações em outros comprimentos de onda foram fundamentais para ajudar a explicar e identificar o fenômeno que originou esse burst de emissão eletromagnética. Com os vários comprimentos foi possível acompanhar a evolução e comportamento do sinal por várias semanas. Foi possível observar um aumento de brilho seguido do desaparecimento dele. Esse aumento permitiu identificar o evento como uma supernova do tipo Ic mas sem a presença de um GRB.
Um jato que falhou
Os GRBs são comuns em supernovas do tipo Ic porque esse tipo de supernova geralmente forma buracos negros e libera um jato relativístico. Por causa da ausência do GRB na supernova observada, os astrônomos acreditam que o jato final pode ter sido “bloqueado” pelo resto da estrela. Os detritos teriam impedido que o jato se propagasse e não conseguisse atravessar as camadas externas da estrela, suprimindo a emissão dos raios gama.
A astrônoma da Universidade Northwestern, Jillian Rastinejad, que foi autora de um dos estudos dessa observação, diz que o material restante da estrela interagiu com o jato impedindo sua ejeção. Por causa disso, conseguimos observar uma emissão mais fraca que durou alguns segundos até horas. Esse evento ficou conhecido como “jato fracassado” e mostrou que as FXTs estão ligados a supernovas do tipo Ic.
Referência da notícia
Rastinejad et al. 2025 EP 250108a/SN 2025kg: Observations of the most nearby Broad-Line Type Ic Supernova following an Einstein Probe Fast X-ray Transient The Astrophysical Journal Letters