O coliziune de stele neutronice a strălucit 10 minute în raze X, nu o jumătate de secundă

Coliziunile dintre stele neutronice se anunță de obicei în mai puțin de două secunde: un vârf de raze gamma, apoi o strălucire reziduală care se estompează. O coliziune aflată la șase miliarde de ani-lumină distanță a urmat acest scenariu mai puțin de jumătate de secundă. Apoi, în loc să tacă, a continuat să emită raze X timp de aproape zece minute.

Satelitul Einstein Probe al Chinei a capturat întreaga secvență, iar aceasta este cea mai lungă emisie promptă de raze X înregistrată vreodată de la o fuziune de stele neutronice. Echipa internațională din spatele studiului, articolul de copertă al revistei Science Bulletin, susține că minutele suplimentare au venit de la ceea ce a rămas în urma coliziunii. Cel mai plauzibil vinovat este un magnetar, o stea neutronică nou-născută care se rotește rapid și poartă un câmp magnetic suficient de puternic pentru a continua să pompeze energie în explozie. Dacă au dreptate, observatoarele de raze gamma au capturat doar bătăile de început ale acestor coliziuni.

Acest lucru contează dincolo de un singur eveniment. Fuziunile de stele neutronice sunt locul unde universul forgează elemente grele precum aurul și platina și zguduie spațiu-timpul suficient de tare pentru ca detectoarele de unde gravitaționale de pe Pământ să le simtă. Ce supraviețuiește coliziunii – o gaură neagră sau o stea neutronică super-magnetizată – le spune fizicienilor cât de multă materie poate fi comprimată înainte ca gravitația să câștige.

Lecturi recomandateCometa interstelară 3I/ATLAS conține de 70 de ori mai mult metanol decât orice cometă din sistemul nostru solar

Cum s-a transformat o explozie de jumătate de secundă în zece minute

Evenimentul poartă două nume, EP250704a în raze X și GRB 250704B în raze gamma, pentru că trei nave spațiale l-au văzut simultan. Misiunea chino-franceză SVOM și observatorul Insight-HXMT al Chinei au înregistrat fulgerul gamma, în timp ce telescopul cu câmp larg de raze X al lui Einstein Probe a urmărit același punct în raze X moi, de energie joasă.

Majoritatea telescoapelor cu raze X au un câmp vizual îngust și se îndreaptă spre o explozie abia după ce un detector de raze gamma dă alarma, așa că primele raze X sunt de obicei pierdute până când ele privesc. Einstein Probe utilizează optică cu ochi de homar care scrutează continuu o porțiune mare de cer, ceea ce înseamnă că deja privea când a avut loc coliziunea.

„Evenimentul a părut la început un GRB scurt obișnuit, producând un fulger strălucitor care a durat mai puțin de jumătate de secundă”, a spus An Li, student doctorand la Beijing Normal University, care era de serviciu ca responsabil de tranzitorii al misiunii. „Cu toate acestea, în loc să se estompeze, sursa a continuat să emită episoade de raze X moi timp de aproape zece minute.”

Cursa pentru a identifica sursa a căzut în sarcina lui Niccolò Passaleva, un student masterand în grupul Eleonorei Troja de la University of Rome Tor Vergata. „Călătoream spre casă cu trenul și, dintr-o dată, mă grăbeam contra cronometru să preiau controlul unuia dintre cele mai mari telescoape din lume de pe laptopul meu”, a spus el. În câteva minute, Very Large Telescope al European Southern Observatory din Chile a fost îndreptat spre strălucirea în estompare.

Spectrograful său X-Shooter a descompus lumina în culorile componente și a găsit linii de absorbție care au dat o deplasare spre roșu de 0,661, o măsură a cât de mult a întins universul în expansiune lumina pe drumul spre noi. Aceasta plasează explozia la mai mult de șase miliarde de ani-lumină distanță: s-a întâmplat înainte ca Soarele și planetele sale să existe.

De ce nu a fost o stea pe moarte

Fulgerele lungi de raze X nu sunt noi în sine. Stelele masive care se prăbușesc la sfârșitul vieții lor produc, de asemenea, explozii de lungă durată, iar aceste morți vin însoțite de o supernovă. Așa că echipa a folosit camera FORS2 a VLT-ului pentru a căuta una în imagini profunde ale galaxiei gazdă. Nu au găsit nimic.

Distanța, lipsa supernovei și proprietățile exploziei în sine indică împreună o fuziune de obiecte compacte, termenul umbrelă pentru stele neutronice și găuri negre. Razele X s-au comportat, de asemenea, într-un mod pe care imaginea din manuale nu-l poate explica. În locul unui vârf dur de la materia care cade pe remanență, urmat de o strălucire reziduală care se estompează lin din cauza exploziei în expansiune, emisia a pâlpâit și și-a schimbat spectrul minute în șir. Potrivit echipei, acest model înseamnă că motorul central însuși a continuat să funcționeze mult după ce razele gamma s-au oprit.

„O explicație plauzibilă este că fuziunea a produs o stea neutronică cu rotație rapidă și puternic magnetizată, cunoscută sub numele de magnetar, care a alimentat emisia extinsă de raze X și injecția continuă de energie”, a spus Yi-Han Iris Yin, student doctorand la University of Hong Kong, care a condus analiza emisiei de înaltă energie.

0,4 secunde de raze gamma, 560 de secunde de raze X

Cifrele explică de ce astronomii au ratat această fază până acum. Fulgerul gamma a durat aproximativ 0,4 secunde. Razele X moi au durat aproximativ 560 de secunde, de circa 1.400 de ori mai mult. Lucrări anterioare au dedus că aproximativ 30% din exploziile gamma scurte ar putea ascunde o fază de raze X alimentată de motor, de aproximativ 100 de secunde, judecând după cât de repede se estompează strălucirile lor reziduale, dar nimeni nu văzuse una direct. Aceasta a durat de peste cinci ori mai mult decât acele estimări.

„Deși această emisie de lungă durată transporta o energie substanțială, spectrul său era atât de moale încât, pentru o explozie la această distanță cosmologică tipică, ar fi rămas sub pragul de detecție al instrumentelor gamma convenționale, cum ar fi Burst Alert Telescope de pe Swift”, a spus Bin-Bin Zhang de la Nanjing University, co-autor corespondent. Cu alte cuvinte, misiunile anterioare ar fi înregistrat o explozie perfect obișnuită de jumătate de secundă.

Un magnetar s-ar potrivi acestui comportament. O stea neutronică înghesuie mai multă masă decât Soarele într-o sferă de aproximativ 20 de kilometri diametru, cam cât un oraș, iar câmpul magnetic al unui magnetar este de circa o mie de ori mai puternic decât cel al unei stele neutronice obișnuite. „Magnetarii sunt stele neutronice cu rotație rapidă și câmpuri magnetice uriașe. Când își descarcă puterea magnetică în mediu, pot face orice explozie mai strălucitoare și mai lungă”, a spus Troja, care figurează printre autorii corespondenți ai lucrării. „Când am văzut datele de raze X ale acestui nou eveniment, mi-am dat seama că ceva nu era în regulă.”

Ce nu rezolvă

Magnetarul este o interpretare, nu o observație. Cercetătorii îl numesc cea mai plauzibilă explicație, iar titlul lucrării în sine este precaut, vorbind de o „fuziune de obiecte compacte” mai degrabă decât de numirea perechii. O coliziune între o stea neutronică și o gaură neagră se încadrează, de asemenea, sub acest termen.

Nu există un semnal de undă gravitațională care să rezolve întrebarea. La șase miliarde de ani-lumină, coliziunea se afla mult dincolo de raza de acțiune a detectoarelor actuale, care pot auzi fuziunile de stele neutronice doar până la câteva sute de milioane de ani-lumină. Cazul pentru o fuziune se bazează pe lipsa supernovei și pe proprietățile exploziei, care sunt dovezi puternice, dar indirecte.

Este, de asemenea, un eveniment singular. Candidații anteriori s-au estompat prea repede pentru a fi analizați, așa că nimeni nu știe încă câte explozii scurte ascund o fază de raze X sau câte lasă în urmă un magnetar în locul unei găuri negre. Echipa suspectează că fenomenul este comun; doar un eșantion mai mare poate arăta acest lucru.

Întrebări frecvente despre fuziunile de stele neutronice și magnetari

Ce este un magnetar?

Un magnetar este o stea neutronică cu un câmp magnetic extrem, de aproximativ o mie de ori mai puternic decât cel al unei stele neutronice obișnuite. Magnetarii tineri se rotesc rapid și, pe măsură ce pierd energie magnetică, pot alimenta mediul înconjurător, făcând o explozie mai strălucitoare și mai lungă.

Ce este o explozie gamma scurtă?

O explozie gamma scurtă este un fulger de radiație de înaltă energie care durează mai puțin de aproximativ două secunde. Se crede că majoritatea provin din coliziuni între două stele neutronice sau între o stea neutronică și o gaură neagră. Exploziile mai lungi provin de obicei de la prăbușirea stelelor masive și sunt însoțite de o supernovă.

Cât de departe a fost această coliziune de stele neutronice?

Lumina a călătorit mai mult de șase miliarde de ani pentru a ajunge pe Pământ. Echipa a măsurat o deplasare spre roșu de 0,661 cu spectrograful X-Shooter al Very Large Telescope, ceea ce înseamnă că explozia s-a produs înainte ca Soarele și planetele să se formeze.

Ce este Einstein Probe?

Einstein Probe este un telescop spațial cu raze X condus de China, construit împreună cu parteneri precum Agenția Spațială Europeană și Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics din Germania. Telescopul său cu câmp larg scanează zone mari ale cerului în raze X moi și a detectat sute de fulgere rapide de raze X din galaxii îndepărtate.

Ce urmează

Evenimentul a fost detectat pe 4 iulie 2025, iar lucrarea a apărut în Science Bulletin în 2026. Einstein Probe, aflat pe orbită din ianuarie 2024, continuă să scaneze cerul, iar fiecare nou fulger rapid de raze X cu o distanță măsurată adaugă la eșantionul de care echipa are nevoie.

Ținta mai mare este o potrivire cu undele gravitaționale. Din 2017, când o fuziune de stele neutronice a fost văzută atât în unde gravitaționale, cât și în lumină pentru prima dată, astronomii au căutat mai multe semnale care pot călători alături de aceste unde. „Sunt foarte entuziasmat de următoarea rundă de observații cu unde gravitaționale, când am putea în sfârșit să împerechem unul dintre aceste fulgere de raze X cu o explozie de unde gravitaționale de la aceeași sursă”, a spus Passaleva. O coliziune mai apropiată, prinsă în ambele moduri, ar arăta exact ce a lăsat în urmă coliziunea.

Referință: 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

Etichete: știri, magnetar, Very Large Telescope, Einstein Probe, Eleonora Troja, explozii de raze gamma

Conținut similar

Trăim într-o simulare? Trilema lui Nick Bostrom și infodinamica lui Melvin Vopson

Steaua însoțitoare pe care Betelgeuse a ascuns-o un secol a fost în sfârșit fotografiată

Osul de Chiniquodon plasează originea nașterii vii la mamifere cu 90 de milioane de ani mai devreme

S301 poate măsura rotaţia lui Sagittarius A* pentru prima dată — la 8% din viteza luminii

Universul se accelerează în continuare — doi laureați Nobel au trebuit să o dovedească din nou

Ceața cerebrală din Long COVID are un nume biologic: pierderea neuronilor dopaminergici în 3 regiuni