Uma explosão que parecia durar menos de meio segundo revelou uma história muito mais longa quando os astrônomos conseguiram observá-la em outra faixa do espectro eletromagnético.
Em 4 de julho de 2025, uma explosão curta de raios gama identificada como GRB 250704B foi registrada por diferentes observatórios espaciais. O sinal em raios gama durou apenas 0,37 segundo, comportamento típico da classe conhecida como explosões curtas de raios gama, fortemente associada a fusões envolvendo objetos compactos, especialmente sistemas com estrelas de nêutrons.
Mas, enquanto o sinal de raios gama desaparecia quase imediatamente, a sonda Einstein Probe continuava observando a mesma região do céu em raios X suaves.
E o evento estava longe de terminar.
O telescópio de raios X de campo amplo da missão detectou uma sequência de emissões que se prolongou por aproximadamente 560 segundos, pouco mais de nove minutos, na faixa entre 0,5 e 4 quiloelectron-volts. O evento recebeu em raios X a designação EP250704a.
A diferença é enorme: menos de meio segundo em raios gama contra quase dez minutos de atividade em raios X suaves.
Agora, uma análise detalhada das observações realizadas pelo Einstein Probe, pelo observatório espacial franco-chinês SVOM, pelo Insight-HXMT e por outros instrumentos mostra que essa emissão prolongada não parece ser simplesmente o pós-brilho convencional da explosão. Suas características indicam que o chamado motor central, o objeto e o mecanismo físico responsáveis por alimentar a explosão, continuou liberando energia depois que o clarão inicial de raios gama já havia desaparecido.
Os resultados foram publicados como artigo de capa na revista Science Bulletin e podem mudar a maneira como os astrônomos procuram as consequências imediatas das fusões de estrelas de nêutrons.
Explosões de raios gama estão entre os fenômenos mais energéticos observados no Universo. Apesar do nome, elas não formam uma única categoria física.
Uma das principais divisões é baseada na duração observada em raios gama. Os chamados GRBs curtos geralmente duram menos de dois segundos e estão associados principalmente a fusões envolvendo objetos compactos, como duas estrelas de nêutrons ou, em alguns casos, uma estrela de nêutrons e um buraco negro.
Essa relação deixou de ser apenas teórica em 2017, quando ondas gravitacionais produzidas pela fusão de duas estrelas de nêutrons no evento GW170817 foram acompanhadas por uma explosão curta de raios gama.
Quando dois desses objetos se aproximam, perdem energia orbital e espiralam um em direção ao outro até a colisão. Dependendo das massas e das condições do sistema, o resultado pode ser um buraco negro ou uma estrela de nêutrons extremamente massiva, que pode sobreviver por algum tempo antes de eventualmente colapsar.
Material ejetado durante o processo também pode formar um disco ao redor do objeto central e produzir jatos relativísticos capazes de gerar o clarão de raios gama.
O GRB 250704B, quando observado apenas nessa faixa de energia, não parecia particularmente estranho.
Seu sinal principal durou aproximadamente 0,4 segundo.
Se as observações terminassem ali, poderíamos interpretar o evento como mais um representante da população de GRBs curtos.
Foi o Einstein Probe que mostrou que essa interpretação estava incompleta.
Raios X não possuem todos a mesma energia.
Quando os astrônomos falam em raios X suaves, estão se referindo à região de menor energia do espectro de raios X. No caso do Einstein Probe, o telescópio de campo amplo é especialmente sensível aproximadamente entre 0,5 e 4 quiloelectron-volts.
Isso é importante porque um fenômeno pode ser extremamente discreto ou até praticamente invisível para um detector projetado principalmente para energias mais altas e, ao mesmo tempo, ser claramente detectável nessa faixa mais suave.
Foi exatamente essa vantagem que fez diferença no GRB 250704B.
A maioria das observações tradicionais funciona de outra maneira. Um detector de raios gama identifica a explosão, calcula sua posição e envia um alerta. Depois disso, telescópios de raios X são direcionados para a região.
Esse procedimento é extremamente eficiente para acompanhar o pós-brilho de uma explosão, mas existe um problema inevitável: entre a detecção, a transmissão do alerta e o reposicionamento do telescópio, os primeiros segundos ou minutos já passaram.
O Einstein Probe possui uma vantagem diferente.
Seu Telescópio de Raios X de Campo Amplo monitora simultaneamente uma grande região do céu. Por acaso, o instrumento já estava olhando para o lugar certo quando o GRB 250704B aconteceu.
Isso permitiu acompanhar a emissão em raios X desde praticamente o início, em vez de chegar depois. O evento foi detectado pelo instrumento aproximadamente 0,2 segundo depois do instante de referência do GRB.
Foi assim que os pesquisadores encontraram algo que normalmente estaria escondido.
A curva de luz registrada pelo Einstein Probe revelou múltiplos episódios de emissão em raios X suaves.
Enquanto o sinal principal em raios gama desapareceu em menos de meio segundo, a atividade em raios X continuou por cerca de 560 segundos.
Mais importante do que simplesmente sua duração foi a maneira como essa radiação se comportou.
A emissão apresentava variabilidade rápida e seu espectro evoluía ao longo do tempo. Segundo os autores, essas características são difíceis de conciliar com o cenário convencional em que o breve pico inicial é alimentado por acreção e depois simplesmente dá lugar a um pós-brilho produzido quando o material lançado pela explosão interage com o ambiente ao redor.
O pós-brilho convencional de um GRB é produzido principalmente por um choque externo. O jato lançado pela explosão atravessa o gás existente ao redor e transfere energia para esse material, produzindo radiação que pode ser observada durante horas, dias ou até períodos muito maiores.
Mas a emissão encontrada pelo Einstein Probe apresenta características diferentes.
Os pesquisadores a interpretam como uma fase prolongada da emissão imediata do próprio evento, alimentada pela atividade persistente do motor central.
Isso muda a história física da explosão.
Em vez de um motor que libera praticamente toda a energia relevante em uma fração de segundo e depois deixa o pós-brilho seguir sua evolução, o sistema parece ter permanecido ativo por vários minutos.
Essa é agora uma das principais perguntas.
O estudo não determina de maneira definitiva qual objeto permaneceu no centro depois da possível fusão. Mas uma das explicações consideradas é particularmente interessante: a formação de um magnetar.
Um magnetar é uma estrela de nêutrons com um campo magnético extremamente intenso.
Se a fusão produzir uma estrela de nêutrons muito massiva, altamente magnetizada e girando centenas de vezes por segundo, parte de sua enorme energia de rotação pode ser transferida para o ambiente. Enquanto o objeto perde rotação, ele pode continuar alimentando emissões de alta energia mesmo depois do desaparecimento do clarão inicial em raios gama.
Esse cenário poderia fornecer uma fonte de energia durante um período muito maior do que os 0,4 segundo observados no GRB.
Há, inclusive, análises independentes do mesmo evento que consideram os dados compatíveis com um magnetar de milissegundos de vida relativamente longa, possivelmente acompanhado por acreção.
Mas é importante manter a distinção entre uma interpretação física plausível e uma identificação observacional.
O Einstein Probe não fotografou um magnetar e o novo estudo não demonstra que o objeto remanescente seja um.
O resultado mais robusto é que alguma forma de atividade prolongada do motor central é necessária para explicar adequadamente a emissão observada. A natureza exata desse motor ainda precisa ser determinada.
A possibilidade de uma emissão prolongada em raios X depois de algumas fusões não surgiu com esse evento.
Modelos anteriores já haviam proposto uma componente alimentada pelo motor central com duração da ordem de cem segundos para explicar o comportamento observado posteriormente em alguns GRBs curtos.
Havia uma pista particularmente interessante: cerca de 30% de uma determinada população de GRBs curtos estudada anteriormente apresentava pós-brilhos em raios X que desapareciam rapidamente, comportamento que poderia ser explicado se uma fase anterior e prolongada de atividade do motor central tivesse ocorrido.
O problema era que essa emissão imediata não havia sido observada diretamente de maneira convincente.
EP250704a muda essa situação.
Neste caso, o Einstein Probe estava observando o céu no momento certo e na faixa de energia adequada para registrar diretamente uma emissão prolongada e suave associada a um GRB que, em raios gama, parecia perfeitamente curto.
Isso fornece uma ligação importante entre as previsões teóricas e aquilo que efetivamente acontece nos primeiros minutos depois de uma explosão desse tipo.
Talvez essa seja a consequência mais interessante do trabalho.
Se observássemos GRB 250704B apenas com instrumentos convencionais de raios gama, concluiríamos que a atividade principal durou aproximadamente quatro décimos de segundo.
A maior parte dos nove minutos seguintes simplesmente não apareceria da mesma maneira.
Isso levanta a possibilidade de que outros GRBs curtos tenham produzido componentes semelhantes em raios X suaves sem que os instrumentos disponíveis naquele momento fossem capazes de observá-las.
Os autores compararam EP250704a com eventos anteriores e argumentam que emissões prolongadas desse tipo podem ser uma característica relativamente comum de explosões produzidas por fusões, mas que sua energia mais baixa tornou sua identificação difícil.
Isso não significa que agora sabemos que todos os GRBs curtos apresentam dez minutos de emissão em raios X.
Também não significa que todos produzam magnetares.
O que EP250704a demonstra é algo mais específico: um evento capaz de parecer um GRB curto comum em raios gama pode esconder uma fase muito mais longa quando observado simultaneamente em raios X suaves.
É uma diferença fundamental.
O Einstein Probe foi lançado em janeiro de 2024 e foi projetado justamente para descobrir fenômenos transitórios no Universo em raios X.
Seu principal diferencial é o Telescópio de Raios X de Campo Amplo, que utiliza uma tecnologia óptica inspirada na estrutura dos olhos de lagostas para observar uma grande área do céu de uma só vez.
Em vez de depender exclusivamente de alertas emitidos por outros observatórios, ele pode encontrar transientes enquanto realiza seu próprio monitoramento.
No caso de EP250704a, essa capacidade resolveu um problema observacional que acompanha a astronomia de GRBs há décadas: como observar em raios X os primeiros instantes de um evento que ainda nem sabemos que está prestes a acontecer?
Não é possível prever onde o próximo GRB surgirá.
Portanto, apontar antecipadamente um telescópio convencional para o lugar correto seria praticamente impossível.
A solução é observar uma região suficientemente grande do céu para que alguns desses eventos aconteçam dentro do campo de visão do instrumento.
Foi exatamente o que ocorreu em julho de 2025.
O resultado também tem consequências para a astronomia multimensageira.
Fusões de estrelas de nêutrons estão entre as principais fontes de ondas gravitacionais detectáveis por observatórios como LIGO, Virgo e KAGRA.
As ondas gravitacionais revelam o movimento dos objetos compactos durante a aproximação e a fusão. A radiação eletromagnética, por outro lado, permite investigar o material ejetado, os jatos e o comportamento do objeto formado depois da colisão.
Quanto mais cedo essa radiação puder ser observada, mais completa será a reconstrução do evento.
Uma emissão em raios X suaves que persista por vários minutos oferece uma oportunidade adicional.
Em vez de depender apenas de um clarão de raios gama extremamente breve, astrônomos podem ter uma janela mais longa para relacionar uma fonte eletromagnética a uma fusão detectada em ondas gravitacionais.
O próprio artigo descreve essa componente prolongada como uma contraparte eletromagnética promissora de fontes de ondas gravitacionais.
Isso será especialmente importante quando novos eventos ocorrerem durante períodos em que os detectores de ondas gravitacionais estiverem operacionais simultaneamente com o Einstein Probe e outros observatórios.
Apesar das evidências que apontam para uma fusão de objetos compactos, existe uma diferença entre associar o evento a essa população e observar diretamente a fusão por ondas gravitacionais.
GRB 250704B não veio acompanhado de uma detecção de ondas gravitacionais que permita reconstruir diretamente as massas e a natureza dos dois objetos envolvidos.
A interpretação utiliza o conjunto de propriedades do evento: sua duração extremamente curta em raios gama, o comportamento da emissão em raios X, o pós-brilho observado em diferentes comprimentos de onda e as restrições obtidas pela ausência de uma supernova associada. O artigo conclui que essas evidências, em conjunto, favorecem atividade prolongada do motor central após uma fusão binária compacta.
Por isso, também é mais preciso falar em uma provável fusão envolvendo objetos compactos, em vez de afirmar que os pesquisadores observaram diretamente duas estrelas de nêutrons colidindo.
Essa diferença será importante quando eventos semelhantes forem detectados simultaneamente por telescópios e interferômetros de ondas gravitacionais.
EP250704a mostra por que observar o mesmo fenômeno em diferentes regiões do espectro pode mudar completamente sua interpretação.
Em raios gama, o evento durou menos de meio segundo.
Em raios X suaves, a atividade permaneceu visível por aproximadamente nove minutos.
Isso não significa simplesmente que o pós-brilho continuou depois da explosão. A variabilidade e a evolução espectral indicam que o próprio sistema central continuou liberando energia durante uma fase que os instrumentos tradicionais provavelmente não teriam acompanhado desde o início.
E essa talvez seja a descoberta mais importante.
Durante décadas, classificamos essas explosões principalmente pelo que conseguimos observar em raios gama. O Einstein Probe está mostrando que uma explosão classificada como extremamente curta em uma faixa do espectro pode esconder uma história muito mais longa em outra.
Agora será necessário descobrir quantos outros eventos apresentam o mesmo comportamento.
Se EP250704a não for uma exceção, os quase dez minutos registrados em julho de 2025 podem representar uma fase comum das fusões de objetos compactos que esteve diante de nós durante todo esse tempo, mas em uma parte do espectro que ainda não estávamos observando da maneira certa.
Sobre a Imagem: Ilustração artística de satélites observando a emissão imediata de alta energia da fusão de estrelas de nêutrons binárias. O SVOM e o HXMT detectaram a breve explosão de raios gama, enquanto a sonda Einstein capturou a emissão de raios X de longa duração que a acompanhava.
Créditos da Imagem: Yi-Han Iris Yin; EPSC, colaboração SVOM, NSSDC.
Artigo: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S209592732600887X?via%3Dihub