INTERNATIONAL GEMINI OBSERVATORY/NOIRLAB/NSF/AURA
MADRID 23 jul. (EUROPA PRESS) -
Os cientistas descobriram a possível origem dos transientes rápidos de raios X (FXT), explosões misteriosas e fugazes de raios X que há muito tempo intrigam os astrônomos.
Usando uma combinação de telescópios ao redor do mundo e no espaço, a equipe das Universidades Northwestern e Leicester estudou o FXT mais próximo já observado, associado à morte explosiva de uma estrela maciça ou supernova. Eles descobriram que um gêiser de partículas de alta energia, ou jato, preso dentro de uma supernova produziu a FXT.
Quando os jatos atravessam as camadas em forma de cebola de uma estrela maciça, eles geram explosões de raios gama (GRBs), as explosões mais poderosas e luminosas do universo. No entanto, quando os jatos se estrangulam, eles emitem níveis de energia mais baixos, que os astrônomos só conseguem detectar a partir de sinais de raios X. As novas observações agora apontam para esses jatos "falhos" como a fonte da emissão, explicando esse fenômeno historicamente elusivo. Essa descoberta marca um passo significativo na compreensão do cenário diversificado das explosões cósmicas, preenchendo a lacuna entre FXTs, GRBs e supernovas.
O Astrophysical Journal Letters publicou dois estudos complementares detalhando vários aspectos do evento.
Embora os astrônomos tenham detectado FXTs por décadas, o número limitado de descobertas impediu estudos detalhados. Mas agora, os cientistas têm uma nova ferramenta espacial, chamada Einstein Probe, dedicada à busca. Lançada em janeiro de 2024 pela Academia Chinesa de Ciências em colaboração com a Agência Espacial Europeia e o Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, a Sonda Einstein carrega dois instrumentos científicos, especialmente projetados para observar fontes de raios X.
Pouco depois de seu lançamento, a Sonda Einstein capturou a FXT mais próxima associada a uma supernova até o momento. Batizada de EP 250108a, a FXT estava localizada a 2,8 bilhões de anos-luz da Terra, na constelação fluvial de Eridanus. Sua proximidade com a Terra proporcionou aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de observar a evolução do evento.
Para acompanhar esse comportamento evolutivo, uma equipe internacional capturou o sinal do evento em vários comprimentos de onda. O espectrógrafo FLAMINGO-2, instalado no telescópio Gemini Sul do Observatório Internacional Gemini, forneceu dados no infravermelho próximo, e o espectrógrafo Gemini Multi-Object, instalado no telescópio Gemini Norte, forneceu dados ópticos.
Os cientistas da Northwestern também obtiveram espectroscopia óptica do Observatório W.M. Keck, no Havaí, imagens em infravermelho do Observatório MMT, no Arizona, e dados em infravermelho de alta sensibilidade do Telescópio Espacial James Webb.
"É importante observar que os dados de raios X por si só não nos dizem quais fenômenos causaram um FXT", disse Rastinejad em um comunicado. "Observações rápidas da localização do FXT em comprimentos de onda ópticos e infravermelhos são fundamentais para identificar as consequências de um FXT e obter pistas sobre sua origem."
O CANGURO
Quando os astrônomos apontaram os telescópios Gemini para o local da EP 250108a, eles encontraram o resultado brilhante de uma supernova. A supernova (apelidada de SN 2025kg ou carinhosamente conhecida como "o canguru") ficou mais brilhante por várias semanas antes de desaparecer.
O JWST obteve espectros infravermelhos de alta qualidade quando "o canguru" estava mais brilhante, o que nos permitiu observar o interior da explosão e encontrar evidências de hélio e carbono", disse Charlie Kilpatrick, professor assistente de pesquisa no CIERA da Northwestern e coautor de ambos os estudos.
"Fiquei surpreso porque não vimos hélio em nenhum de nossos dados ópticos, o que não é esperado nesse tipo de explosão. No entanto, essa foi uma pista fundamental que nos permitiu determinar que 'o canguru' veio de uma estrela muito maciça que provavelmente teve uma companheira antes de produzir uma FXT."
Depois de examinar o brilho e o espectro, a equipe confirmou que "o canguru" era uma supernova do tipo Ic de linha larga. Essas explosões poderosas geralmente estão associadas a eventos altamente energéticos, como GRBs. No entanto, nesse caso, não havia evidência de um GRB.
Após analisar seu sinal de evolução rápida, os cientistas concluíram que a EP 250108 era provavelmente uma GRB falsa. Embora a EP 250108a seja semelhante a uma explosão causada por choque, ela não afeta a capacidade externa da estrela que está morrendo. Em vez disso, eles ficaram presos dentro dela.
"Essa supernova FXT é quase idêntica às supernovas anteriores que seguiram o GRB", afirmou Eyles-Ferris. "Nossas observações dos estágios iniciais da evolução da EP 250108 mostram que as explosões de estrelas massivas podem produzir ambos os fenômenos.
"Ao longo de décadas de estudos científicos, sabemos que os jatos podem atingir as capacidades externas de uma estrela moribunda, e os consideramos GRBs", explicou Rastinejad. "Em nosso novo estudo, descobrimos que esse resultado de jatos 'presos' é mais comum em explosões de estrelas maciças do que em jatos que emergem do céu estrelado."
Para estudar a supernova, a equipe usou o Telescópio de Pesquisa Astrofísica do Sul, de 4,1 metros, localizado no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile. Com essas observações, os cientistas acreditam que a estrela progenitora - que morreu causando a explosão da EP 250108a e sua supernova associada - tinha uma massa entre 15 e 30 anos da superfície da Terra.
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