A sonda Einstein abriu uma nova janela para o longínquo Universo de raios-x, prometendo-nos novas visões das explosões mais distantes do cosmos. Menos de três meses após o seu lançamento, a sonda já descobriu uma intrigante explosão de raios-x que poderá obrigar-nos a mudar a forma como explicamos as extraordinárias explosões conhecidas como explosões de raios gama.
No dia 15 de Março de 2024, o Telescópio de raios X de campo largo (WXT) da sonda Einstein detectou uma explosão de raios-x de baixa energia. Os astrónomos chamam a estes raios-x “suaves”, embora ainda sejam muito mais energéticos do que a luz visível ou ultravioleta. A explosão durou mais de 17 minutos e oscilou em brilho antes de desaparecer novamente. Tal evento é conhecido como transiente rápido de raios-x (FXRT) e este transiente específico recebeu a designação EP240315a.
Para Yuan Liu, Observatório Astronómico Nacional, Academia Chinesa de Ciências (NAO, CAS) e primeiro autor do artigo recentemente publicado que detalha o estudo, foi um momento especial porque concebeu o gatilho de ‘software’ integrado para o WXT. “Foi muito bom ver o algoritmo a funcionar bem para este evento”, diz.
Cerca de 1 hora depois de terem sido avistados raios-x, um telescópio situado na África do Sul no âmbito do Sistema de Último Alerta de Impacto Terrestre de Asteróides (ATLAS) detetou luz visível a partir do mesmo local. As observações de acompanhamento do telescópio Gemini-Norte no Havai e do Very Large Telescope no Chile devolveram medições de desvio para o vermelho que confirmaram que a explosão veio de cerca de 12,5 mil milhões de anos-luz de distância, começando a sua viagem cósmica até nós quando o Universo tinha apenas 10 anos-luz de distância.
Isto significa que EP240315a foi a primeira vez que os astrónomos detectaram raios-x suaves durante tão longa duração numa explosão tão antiga.
“A deteção de EP240315a demonstra o grande potencial da sonda Einstein para descobrir transientes do Universo primordial. A missão terá um papel importante nas observações e colaborações internacionais”, afirma Xuefeng Wu, investigador do Purple Mountain Observatory, CAS, e um dos autores do artigo.
Um mistério a resolver
A rápida deteção do EP240315a permitiu também à equipa colaborar com Roberto Ricci, Universidade de Roma Tor Vergata, Itália. Começaram a observar a explosão em comprimentos de onda de rádio, utilizando o Australian Telescope Compact Array (ATCA). Monitorizando-o durante três meses, estabeleceram que a produção de energia era consistente com uma típica explosão de raios gama (GRB).
Os GRB são eventos extremamente poderosos que libertam quantidades extraordinárias de energia. Normalmente, os GRB longos provêm da explosão de estrelas massivas.
Em análises posteriores, verificou-se que os raios-x coincidem com uma explosão de raios gama conhecida como GRB 240315C. Esta explosão foi observada pelo Burst Alert Telescope (BAT) no Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e pelo instrumento Konus da Federação Russa na sonda Wind da NASA.
“Estes resultados mostram que uma fração substancial de FXRTs pode estar associada a GRBs e que monitores sensíveis de raios-x, como o Einstein Probe, podem identificá-los no Universo distante”, diz Roberto. “Combinar o poder das observações de raios-x e rádio dá-nos uma nova forma de explorar estas explosões antigas, mesmo sem detetar os seus raios gama.”
No entanto, há um mistério a ser resolvido. Embora os GRB estejam associados aos raios-x, o EP240315a é diferente.
Repensar as nossas ideias sobre as explosões de raios gama
Normalmente observa-se que os raios-x precedem os raios gama em algumas dezenas de segundos, mas o EP240315a foi visto mais de seis minutos (372 segundos) antes do GRB 240315C. “Um atraso tão longo nunca foi observado anteriormente”, diz Hui Sun, membro da equipa do Einstein Probe Science Center no NAO, CAS.
Combine isto com a duração inesperadamente longa dos raios-x e isto pode estar a dizer-nos que não compreendemos como os GRBs explodem tão bem como pensávamos.
“Isto diz-nos algo realmente novo e talvez tenhamos de repensar os modelos que temos para explosões de raios gama”, diz Weimin Yuan, NAO, investigador principal da sonda Einstein.
O tempo e mais dados ajudarão. Embora as missões anteriores tenham sido capazes de detetar raios-x suaves, a sensibilidade e o campo de visão superiores da sonda Einstein abrem realmente esta janela. “Este é apenas o ponto de partida e demonstra realmente o potencial da Sonda Einstein para detetar explosões cósmicas do Universo primordial”, diz Weimin.
“Assim que abrimos os olhos da Sonda Einstein para o céu, esta encontrou novos fenómenos interessantes. Isto é muito bom e deverá significar que há muito mais descobertas interessantes por vir,” diz Erik Kuulkers, Cientista do Projecto da Sonda Einstein da ESA.
A sonda Einstein (Einstein Probe) é uma missão da Academia Chinesa de Ciências (CAS) que trabalha em parceria com a Agência Espacial Europeia (ESA), o Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre (MPE), da Alemanha, e o Centro Nacional d ‘ Études Spatiales (CNES), França. Foi lançado a partir do Centro de Lançamento de Satélites de Xichang, na China, a 9 de Janeiro de 2024, e transporta dois instrumentos. O Telescópio de Raios-x de Campo Amplo (WXT) monitoriza constantemente uma grande parte do céu em busca de raios-x inesperados, e o Telescópio de Raios-x de Acompanhamento (FXT) que se concentra nas fontes de raios-x encontradas pelo WXT para um olhar mais detalhado.
Texto original: Einstein Probe detects puzzling cosmic explosion
Imagens: ESA