Astrônomos investigam um misterioso sinal de raios X sem explicação conhecida

As explosões e transientes de raios X estão entre os fenômenos mais energéticos observados no Universo. Essas emissões são associadas a buracos negros de massa estelar, estrelas de nêutrons e sistemas binários. À medida que o gás cai em direção ao objeto, ele forma um disco de acreção que aquece e emite radiação na faixa dos raios X.

Um dos principais exemplos desses sistemas são as binárias de raios X, compostas por um objeto compacto, que pode ser um buraco negro ou uma estrela de nêutrons, orbitando uma estrela companheira. A gravidade do objeto compacto retira matéria da estrela vizinha, alimentando um disco de acreção ao seu redor. Em alguns casos, instabilidades no fluxo de acreção provocam explosões conhecidas como transientes de raios X.

Em 2024, o observatório espacial Einstein Probe detectou um transiente de raios X com propriedades diferentes. Após análises em diferentes comprimentos de onda, os pesquisadores verificaram que o evento não apresentava características compatíveis com nenhum fenômeno transitório. Isso poderia indicar que o objeto pode representar um fenômeno astrofísico ainda desconhecido.

Binárias de raios X

As binárias de raios X são sistemas estelares compostos por um objeto compacto e uma estrela companheira em órbita. A gravidade do objeto compacto atrai matéria da estrela vizinha por meio de ventos estelares. Esse material não cai diretamente, ele forma um disco de acreção que gira em alta velocidade ao seu redor. O atrito converte energia gravitacional em calor, elevando a temperatura do gás e emitindo raios X.

A intensidade da emissão de raios X varia de acordo com a quantidade de matéria que está sendo transferida para o objeto compacto. Em sistemas com estrelas de nêutrons, os campos magnéticos também influenciam o fluxo de matéria e a emissão de radiação. Já nas binárias com buracos negros, os raios X são produzidos nas regiões mais internas do disco de acreção, próximas ao horizonte de eventos.

EP240305a

O evento EP240305a foi detectado em 5 de março de 2024 pelo Einstein Probe, um observatório que monitora o céu em busca de explosões transitórias de raios X. O objeto chamou a atenção por produzir dois flares intensos de raios X separados por aproximadamente 200 segundos. Assim que o fenômeno foi identificado, diversos telescópios passaram a observá-lo em diferentes comprimentos de onda.

As observações revelaram que a emissão em raios X diminuiu rapidamente ao longo dos dias seguintes, enquanto o brilho em ondas de rádio continuou por várias semanas. Esse comportamento indica a presença de um jato. Os pesquisadores também detectaram uma fonte no infravermelho que desapareceu com o tempo, mas não encontraram qualquer emissão correspondente na faixa da luz visível.

Falta de evidências

A combinação dessas observações não corresponde ao comportamento típico de nenhuma classe conhecida de transientes de raios X. Para tentar encontrar a classe do evento EP240305a, os pesquisadores compararam suas propriedades com diversos fenômenos conhecidos. A maior parte dessas hipóteses foi descartada porque a evolução temporal do evento era incompatível com os padrões observados.

Entre todas as possibilidades analisadas, as explosões de raios gama (GRBs) foram as que apresentaram maior semelhança com o comportamento observado. No entanto, nenhum sinal de raios gama foi detectado durante o evento, condição essencial para sua classificação como um GRB. Os autores sugerem que essa ausência pode ser explicada por diferentes cenários, como um jato relativístico observado fora do eixo de visão.

O que pode ser?

O EP240305a, até o momento, não corresponde a nenhuma classe conhecida de fenômenos capazes de produzir emissões de raios X. Essa incompatibilidade com tantos fenômenos sugere que o evento pode representar um mecanismo físico desconhecido ou até um novo tipo de transiente astrofísico. Assim, o EP240305a permanece sem uma classificação definitiva dentro da astronomia de altas energias.

A confirmação de uma nova classe de fenômenos exige a detecção de outros objetos semelhantes e um conjunto maior de observações em diferentes comprimentos de onda. Além disso, novos eventos permitirão verificar se as propriedades observadas no EP240305a são recorrentes ou não. Até lá, o EP240305a permanece como um fenômeno raro e sem explicação definitiva.