Observações sugerem origem em GRB para o transiente rápido de raios X detectado pela Einstein Probe

Astrônomos realizaram observações em múltiplas faixas de comprimento de onda de um transiente de raios X rápido recentemente detectado, designado EP241107a. Os resultados da campanha observacional, publicados em 4 de novembro no servidor de pré-impressões arXiv , lançam mais luz sobre a natureza desse transiente, sugerindo uma origem em uma explosão de raios gama.

A localização das contrapartes de EP241107a nas bandas óptica e de rádio é mostrada. Crédito: arXiv (2025). 

Em geral, os transientes rápidos de raios X (FXTs, na sigla em inglês) são rajadas de raios X suaves que duram de algumas centenas de segundos a várias horas. São muito difíceis de detectar porque ocorrem em locais e momentos imprevisíveis e sua atividade é muito breve. Além disso, sua natureza ainda é um mistério. No entanto, os astrônomos que tentam explicar sua origem consideram vários cenários; por exemplo, erupções estelares, choques de supernovas e explosões longas de raios gama (GRBs, na sigla em inglês).

Um misterioso indivíduo de passagem

EP241107a é um FXT detectado em 7 de novembro de 2024 pelo Telescópio de Raios X de Campo Amplo (WXT) a bordo da Sonda Einstein (EP) — ​​um telescópio espacial chinês lançado ao espaço em janeiro de 2024. O evento transitório possui uma contraparte óptica, identificada na banda Ic com magnitude de 17,85.

Dado que a natureza e as propriedades de EP241107a permanecem incertas, uma equipe de astrônomos liderada por Deepak Eappachen, do Instituto Indiano de Astrofísica em Bengaluru, Índia, decidiu inspecionar esse fenômeno transitório com o uso de telescópios terrestres, incluindo o GROWTH-India Telescope (GIT) e o Himalayan Chandra Telescope (HCT).

"Utilizamos nossas observações em múltiplas faixas de comprimento de onda da contraparte transitória, juntamente com dados disponíveis publicamente, combinados com nossa modelagem do brilho residual e da galáxia hospedeira, para derivar restrições sobre a natureza de EP241107a", escreveram os pesquisadores.

Restringindo as propriedades FXT

Primeiramente, as observações detectaram uma contraparte de rádio de EP241107a em 10 GHz e 6 GHz, com densidades de fluxo de cerca de 232 e 207 µJy, respectivamente. O desvio para o vermelho espectroscópico do evento transitório foi determinado como sendo 0,457.

A EP241107a apresentou uma luminosidade de raios X de aproximadamente 3,4 quindecilhões de erg/s (na banda de 0,5 a 4 keV) quando detectada pelo EP. Portanto, sua luminosidade de raios X foi superior à luminosidade de raios X prevista para uma explosão de choque típica de supernova (SN SBO). 

O estudo constatou que, aproximadamente 60 minutos após a detecção, um brilho residual de raios X com uma luminosidade de 0,012 quindecilhões de erg/s foi detectado na faixa de 0,5–10 keV. Essa contraparte de raios X diminuiu rapidamente.

No que diz respeito à galáxia hospedeira de EP241107a, as observações revelaram que ela possui uma massa estelar de cerca de dois bilhões de massas solares e sua taxa de formação estelar foi estimada em 0,6 massas solares por ano.

Origem das explosões de raios gama

Resumindo os resultados, os astrônomos compararam as observações ópticas e de rádio de EP241107a e as propriedades de sua galáxia hospedeira com outros eventos transitórios extragalácticos. A comparação aponta para uma origem em explosão de raios gama (GRB) para este evento transitório.

"Comparamos as curvas de luz de rádio e ópticas de EP241107a com as de outros objetos transitórios e descobrimos que EP241107a é consistente com o espaço de parâmetros ocupado pelos brilhos residuais de GRBs", concluíram os astrônomos.

No entanto, os autores do artigo observaram que a ausência de emissão de raios gama, a geometria de visualização no eixo inferida e a energética derivada da modelagem do brilho residual sugerem, em conjunto, que EP241107a é uma GRB intrinsecamente fraca.

Phys.org