Ano passado, a primeira detecção de ondas gravitacionais ligadas a uma explosão de raios gama desencadeou uma vasta campanha de acompanhamento com telescópios terrestres e espaciais para estudar as consequências da fusão de estrelas de nêutrons que deu origem à explosão. Observações XMM-Newton da ESA, obtido alguns meses após a descoberta, pegou o momento em que sua emissão de raios-X parou de aumentar, abrindo novas questões sobre a natureza desta fonte peculiar.

Ondas gravitacionais, previsto pela teoria geral da relatividade de Albert Einstein em 1918, são ondulações no tecido do espaço-tempo causadas pela aceleração de objetos massivos, como pares de estrelas de nêutrons ou buracos negros em colisão.

Essas flutuações, que permaneceu indescritível por um século após a previsão, agora podem ser detectados usando experimentos gigantes no solo, como o Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) nos Estados Unidos e o interferômetro de Virgem na Europa.

Após a detecção de uma onda gravitacional, os cientistas mobilizam um grande número de instalações astronômicas baseadas no solo e no espaço para procurar uma possível contraparte das ondas no espectro eletromagnético e aprender mais sobre sua fonte.

Todos, exceto um dos seis eventos de ondas gravitacionais que foram observados desde 2015, não tinham evidências de uma contraparte eletromagnética, de acordo com o fato de que eles se originaram da fusão de buracos negros - um fenômeno cósmico que não deve liberar luz.

É por isso que a primeira detecção de ondas gravitacionais juntamente com os raios gama, em 17 de agosto de 2017, deu origem a uma sensação mundial, lançar uma campanha de observação que envolveu observatórios em todo o mundo e no espaço para acompanhar a evolução deste fenômeno nunca antes visto.

Os satélites de raios gama INTEGRAL da ESA e Fermi da NASA detectaram a explosão apenas dois segundos após suas ondas gravitacionais terem passado pelos detectores LIGO e Virgo, ligando a explosão de raios gama à fonte das ondulações do espaço-tempo, causada pela coalescência de duas estrelas de nêutrons - remanescentes densos que se formam no final da vida de uma estrela massiva.

Os cientistas então procuraram o resplendor da explosão criada pela fusão da estrela de nêutrons, que eles esperavam observar em comprimentos de onda mais longos, de raios X a ondas de rádio. Embora o sinal óptico tenha sido recebido cerca de meio dia após a detecção original, levou não menos que nove dias para as primeiras observações deste objeto em raios-X e ondas de rádio.

O atraso do raio-X e do pós-luminescência do rádio contém informações sobre a geometria da explosão, sugerindo que pode ter gerado dois jatos simétricos e colimados, nenhum dos dois, Contudo, apontado para a Terra.

As observações de raios-X foram realizadas com o Observatório de raios-X Chandra da NASA e outros telescópios espaciais. Chandra ficou de olho nesta fonte durante os meses seguintes, registrando uma tendência cada vez maior em seu brilho de raios-X.

Devido a restrições de observação, O XMM-Newton não pôde observar as consequências desse choque cósmico durante os primeiros quatro meses após sua primeira detecção. Quando finalmente aconteceu, em 29 de dezembro de 2017, o brilho do raio X parecia ter parado de aumentar.

"As observações do XMM-Newton tiveram um timing muito bom, "explica Paolo D'Avanzo do INAF - Osservatorio Astronomico di Brera, Itália.

D'Avanzo é o autor principal do artigo que relata os resultados, publicado este mês na Astronomy &Astrophysics.

"Medindo o mesmo valor visto por Chandra no início daquele mês, XMM-Newton forneceu a primeira evidência de que a fonte atingiu seu pico de raios-X, e que seu brilho incessante finalmente parou, "Ele acrescenta." Isso foi mais tarde confirmado por outra equipe de cientistas que continua monitorando a fonte com o Chandra. "

Os cientistas esperavam que o brilho dos raios-X atingisse um pico depois de alguns meses, à medida que o material que havia sido ejetado e aquecido pela explosão desacelerou lentamente para o meio interestelar circundante. A evolução posterior do sistema, Contudo, ainda pode ter algumas surpresas na loja.

Se a explosão produziu dois jatos simétricos que não estão apontando para a Terra, como inferido das primeiras observações, sua emissão de raios X diminuirá rapidamente.

Mas existe outra possibilidade que poderia explicar os dados obtidos até agora:a explosão também poderia ter acontecido como uma 'bola de fogo' esférica, sem jatos, mas com uma energia muito menor. Nesse caso, o brilho do raio X diminuiria em um ritmo mais lento após o pico.

"Estamos ansiosos para ver como essa fonte se comportará nos próximos meses, uma vez que nos dirá se estamos olhando fora do eixo em uma explosão de raios gama, como pensamos até agora, ou testemunhando um fenômeno diferente, "diz D'Avanzo.

"Esta observação coincidentemente oportuna está nos levando um passo mais perto de compreender a natureza desta fonte única, "diz Norbert Schartel, Cientista do Projeto XMM-Newton na ESA.

No que os cientistas chamam de abordagem multi-mensageiro, observações em todo o espectro eletromagnético são fundamentais para estudar em profundidade esta e outras fontes semelhantes de ondas gravitacionais que serão descobertas nos próximos anos por LIGO e Virgem.

Os dois experimentos de ondas gravitacionais começarão suas observações novamente, com sensibilidade melhorada, no início de 2019, enquanto a missão futura da ESA, LISA, a Antena Espacial de Interferômetro Laser, que irá observar ondas gravitacionais de baixa frequência do espaço, está planejado para lançamento em 2034.