Colisão de estrelas de nêutrons brilhou 10 minutos em raios X, não meio segundo

Colisões de estrelas de nêutrons geralmente se anunciam em menos de dois segundos: um pico de raios gama, depois um brilho residual que se desvanece. Uma colisão a seis bilhões de anos-luz de distância seguiu esse roteiro por menos de meio segundo. Então, em vez de se calar, continuou emitindo raios X por quase dez minutos.

O satélite Einstein Probe, da China, capturou toda a sequência, e é o flash de raios X imediato mais duradouro já registrado de uma fusão de estrelas de nêutrons. A equipe internacional por trás do estudo, artigo de capa da revista Science Bulletin, argumenta que os minutos extras vieram do que quer que tenha sobrado da colisão. O culpado mais plausível é um magnetar, uma estrela de nêutrons recém-nascida girando rapidamente e carregando um campo magnético forte o suficiente para continuar injetando energia na explosão. Se estiverem certos, os observatórios de raios gama têm capturado apenas o primeiro movimento dessas colisões.

Isso importa muito além de um único evento. Fusões de estrelas de nêutrons são onde o universo forja elementos pesados como ouro e platina, e elas agitam o espaço-tempo com força suficiente para que detectores de ondas gravitacionais na Terra as sintam. O que sobrevive à colisão, um buraco negro ou uma estrela de nêutrons supermagnetizada, diz aos físicos quanta matéria pode ser comprimida antes que a gravidade vença.

Como um surto de meio segundo se transformou em dez minutos

O evento tem dois nomes, EP250704a em raios X e GRB 250704B em raios gama, porque três espaçonaves o viram ao mesmo tempo. A missão sino-francesa SVOM e o observatório Insight-HXMT, da China, registraram o flash de raios gama, enquanto o Telescópio de Raios X de Campo Amplo do Einstein Probe observou o mesmo ponto em raios X suaves, de menor energia.

A maioria dos telescópios de raios X tem um campo de visão estreito e só se voltam para um surto depois que um detector de raios gama dispara o alarme, então os primeiros raios X geralmente já se foram quando eles olham. O Einstein Probe usa óptica de olho de lagosta que observa continuamente uma grande área do céu, o que significava que ele já estava vigiando quando a colisão ocorreu.

“O evento inicialmente parecia um GRB curto comum, produzindo um flash brilhante que durou menos de meio segundo”, disse An Li, estudante de doutorado na Universidade Normal de Pequim, que estava de plantão como responsável por transientes da missão. “No entanto, em vez de desaparecer, a fonte continuou emitindo episódios de raios X suaves por quase dez minutos.”

A corrida para identificar a fonte coube a Niccolò Passaleva, estudante de pós-graduação no grupo de Eleonora Troja na Universidade de Roma Tor Vergata. “Eu estava voltando para casa de trem, e de repente estava correndo contra o tempo para comandar um dos maiores telescópios do mundo do meu laptop”, disse ele. Em minutos, o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile, estava apontado para o brilho residual.

Seu espectrógrafo X-Shooter dividiu a luz em suas cores componentes e encontrou linhas de absorção que deram um redshift de 0,661, uma medida de quanto o universo em expansão esticou a luz em seu caminho até aqui. Isso coloca a explosão a mais de seis bilhões de anos-luz de distância: ela aconteceu antes de o Sol e seus planetas existirem.

Por que não era uma estrela moribunda

Flashes longos de raios X não são novidade por si só. Estrelas massivas que colapsam no fim de suas vidas também produzem surtos duradouros, e essas mortes vêm acompanhadas de uma supernova. Então a equipe usou a câmera FORS2 do VLT para procurar uma em imagens profundas da galáxia hospedeira. Não encontraram nada.

A distância, a ausência de supernova e as próprias propriedades do surto apontam juntos para uma fusão de objetos compactos, o termo guarda-chuva para estrelas de nêutrons e buracos negros. Os raios X também se comportaram de uma forma que o modelo padrão não consegue explicar. Em vez de um pico forte de matéria caindo sobre o remanescente seguido por um brilho residual que se desvanece suavemente da expansão da explosão, a emissão oscilou e mudou seu espectro por minutos. De acordo com a equipe, esse padrão significa que o motor central continuou disparando muito depois de os raios gama pararem.

“Uma explicação plausível é que a fusão produziu uma estrela de nêutrons de rotação rápida e altamente magnetizada, conhecida como magnetar, que alimentou a emissão prolongada de raios X e continuou a injeção de energia”, disse Yi-Han Iris Yin, estudante de doutorado na Universidade de Hong Kong, que liderou a análise da emissão de alta energia.

0,4 segundos de raios gama, 560 segundos de raios X

Os números explicam por que os astrônomos perderam essa fase. O flash de raios gama durou cerca de 0,4 segundos. Os raios X suaves duraram aproximadamente 560 segundos, cerca de 1.400 vezes mais. Trabalhos anteriores haviam inferido que cerca de 30% dos surtos gama curtos poderiam esconder uma fase de raios X alimentada pelo motor de cerca de 100 segundos, a julgar pela rapidez com que seus brilhos residuais desapareciam, mas ninguém tinha visto uma diretamente. Esta durou mais de cinco vezes mais do que essas estimativas.

“Embora essa emissão duradoura carregasse energia substancial, seu espectro era tão suave que, para um surto a essa distância cosmológica típica, teria permanecido abaixo do limiar de detecção de instrumentos gama convencionais, como o Burst Alert Telescope do Swift”, disse Bin-Bin Zhang da Universidade de Nanjing, coautor correspondente. Em outras palavras, missões anteriores teriam registrado um surto de meio segundo perfeitamente comum.

Um magnetar se encaixaria nesse comportamento. Uma estrela de nêutrons compacta mais massa que o Sol em uma esfera de cerca de 20 quilômetros de diâmetro, aproximadamente do tamanho de uma cidade, e o campo magnético de um magnetar é cerca de mil vezes mais forte que o de uma estrela de nêutrons comum. “Magnetares são estrelas de nêutrons que giram rapidamente com campos magnéticos enormes. Quando dissipam seu poder magnético no ambiente, podem tornar qualquer explosão mais brilhante e duradoura”, disse Troja, que figura entre os autores correspondentes do artigo. “Quando vi os dados de raios X deste novo evento, percebi que algo estava errado.”

O que isso não resolve

O magnetar é uma interpretação, não uma observação. Os pesquisadores o chamam de explicação mais plausível, e o próprio título do artigo é cuidadoso, falando de uma ‘fusão de objetos compactos’ em vez de nomear o par. Uma estrela de nêutrons colidindo com um buraco negro também se enquadra nesse termo.

Não há sinal de ondas gravitacionais para resolver a questão. A seis bilhões de anos-luz, a colisão estava muito além do alcance dos detectores atuais, que podem ouvir fusões de estrelas de nêutrons apenas até algumas centenas de milhões de anos-luz. O caso para uma fusão se baseia na ausência de supernova e nas propriedades do surto, que são evidências fortes, mas indiretas.

É também um evento único. Candidatos anteriores desapareceram rápido demais para serem analisados, então ninguém sabe ainda quantos surtos curtos escondem uma fase de raios X, ou quantos deixam um magnetar em vez de um buraco negro. A equipe suspeita que o fenômeno seja comum; apenas uma amostra maior pode mostrá-lo.

Perguntas comuns sobre fusões de estrelas de nêutrons e magnetares

O que é um magnetar?

Um magnetar é uma estrela de nêutrons com um campo magnético extremo, cerca de mil vezes mais forte que o de uma estrela de nêutrons comum. Magnetares jovens giram rapidamente e, à medida que perdem energia magnética, podem alimentar o ambiente, tornando uma explosão mais brilhante e duradoura.

O que é um surto gama curto?

Um surto gama curto é um flash de radiação de alta energia que dura menos de cerca de dois segundos. Acredita-se que a maioria venha de colisões entre duas estrelas de nêutrons ou entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro. Surtos mais longos geralmente vêm de estrelas massivas em colapso e chegam acompanhados de uma supernova.

Qual era a distância dessa colisão de estrelas de nêutrons?

A luz viajou por mais de seis bilhões de anos para chegar à Terra. A equipe mediu um redshift de 0,661 com o espectrógrafo X-Shooter do Very Large Telescope, o que significa que a explosão aconteceu antes de o Sol e os planetas se formarem.

O que é o Einstein Probe?

O Einstein Probe é um telescópio espacial de raios X liderado pela China, construído com parceiros incluindo a Agência Espacial Europeia e o Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, da Alemanha. Seu telescópio de campo amplo varre grandes áreas do céu em raios X suaves e já detectou centenas de flashes rápidos de raios X de galáxias distantes.

O que vem a seguir

O evento foi detectado em 4 de julho de 2025, e o artigo apareceu na Science Bulletin em 2026. O Einstein Probe, em órbita desde janeiro de 2024, continua escaneando o céu, e cada novo flash rápido de raios X com distância medida aumenta a amostra de que a equipe precisa.

O objetivo maior é uma correspondência com ondas gravitacionais. Desde 2017, quando uma fusão de estrelas de nêutrons foi vista tanto em ondas gravitacionais quanto em luz pela primeira vez, os astrônomos procuram mais sinais que possam viajar junto com essas ondulações. “Estou muito animado para a próxima rodada de observações de ondas gravitacionais, quando poderemos finalmente emparelhar um desses flashes de raios X com uma explosão de ondas gravitacionais da mesma fonte”, disse Passaleva. Uma fusão mais próxima capturada em ambos mostraria exatamente o que a colisão deixou para trás.

Referência: Li, Wang, Passaleva, An et al., “Minutes-long soft X-ray prompt emission from a compact object merger,” Science Bulletin, 2026. DOI: 10.1016/j.scib.2026.08.021

Tags: magnetar, Very Large Telescope, Einstein Probe, Eleonora Troja, estrelas de nêutrons, explosões de raios gama