Revelando a Verdadeira Face da Estrela Betelgeuse

Usando o estado da arte das técnicas de imageamento, astrônomos conseguiram revelar uma grande pluma de gás e bolhas gigantes “fervendo” na superfície da estrela supergigante da constelação de Orion, Betelgeuse. A nova observação, a primeira desse tipo, irá fornecer pistas importantes para ajudar a explicar como esse tipo de material sofre um derramamento nessa ordem de grandeza.

A estrela Betelgeuse localiza-se no “ombro” da constelação conhecida como Orion, o Caçador. Ela é 1000 vezes maior que o Sol, é uma das maiores estrelas conhecidas e também uma das mais luminosas, emitindo mais luz do que 100000 Sóis juntos. Porém toda essa força tem um custo, a estrela encontrará seu destino final com uma espetacular explosão de supernova em poucos milhões de anos.

Estado da arte de observações revelam uma vasta pluma de gás quase tão grande quanto nosso sistema solar e uma gigantesca bolha em ebulição na superfície. Essa impressão artística inclui uma escala que compara o raio de Betelgeuse com o sistema solar. Imagem: ESO/L. Calçada.

Estrelas gigantes como Betelgeuse, perdem uma massa equivalente ao planeta Terra todo ano, mas o mecanismo de como isso ocorre é pouco entendido. “Nós sabemos relativamente bem como a massa das estrelas supergigantes é perdida e como ela termina no meio interestelar como uma nebulosa planetária”, diz Pierrre Kervella do Observatório de Paris. “Contudo, o mecanismo dessa perda de massa é atualmente pouco entendido, ou seja, é necessário entender como o material escapa do campo gravitacional da estrela”.

Duas equipes de astrônomos usando o Very Large Telescope do ESO deram passos importantes para encontrar essa resposta. A primeira equipe usou o conjunto de instrumentos ópticos denominados de NACO, combinado com uma técnica de imageamento denominada “Lucky Image”, para obter a imagem mais clara da estrela até hoje. Essa técnica de imageamento combina somente as exposições mais claras para formar a imagem final que é muito mais nítida do que as imagens feitas com uma única exposição. A imagem resultante tem uma resolução de 37 mili-arcos de segundos, que pode ser traduzida como a capacidade de observar claramente uma bola de tênis na estação espacial internacional a partir da Terra.

A constelação de Orion é facilmente reconhecida pelas três estrelas que fazem parte do seu cinturão, tendo a vermelha Betelgeuse no ombro do caçador, indicada por uma marca na figura mais a esquerda. Ampliando a imagem em Betelgeuse (centro) e na direita a imagem mais nítida da estrela já obtida até hoje com o conjunto de instrumentos NACO localizados no Very Large Telescope do ESO. Imagem: ESO, P.KErvella, Digitized Sky Survey 2 e A. Fujii.

“Graças a essas espetaculares imagens, foi possível detectar uma grande pluma de gás se estendendo no espaço a partir da superfície da estrela Betelgeuse”, disse o chefe da equipe, Kervella. A pluma estende a uma distância no mínimo igual a 6 vezes o diâmetro da estrela, correspondendo a distância entre Sol e Netuno. As imagens mostram uma camada externa que não se propaga igualmente em todas as direções. Kervella sugere dois mecanismos para a assimetria, associados com movimentos de gás em grande escala ou devido a rotação da estrela. 

“Nós pensamos que a convecção na superfície, ou a rotação da estrela, podem criar momento suficiente para ejetar o gás para o espaço”, diz ele. “O exato mecanismo é, contudo desconhecido até o momento. A convecção é causada pelo movimento vertical de material na estrela. Quando ele atinge a superfície, ele ainda tem velocidade vertical significante que pode causar seu escape da estrela.” Kervella também sugere que apesar da baixa velocidade de rotação da estrela – ela tem um período de 17 dias – ela pode ter um ponto quente no seu pólo que poderia criar uma pressão adicional no gás forçando-o para o espaço. “Nossas observações indicam que primeiro é preciso estabelecer o elo entre a superfície da estrela e seu envelope”, disse ele. “Esse é um passo claro para a boa compreensão do mecanismo de perda de massa para estrelas em desenvolvimento”.

Uma ampliação da estrela Betelgeuse obtida com o conjunto de equipamentos NACO do Very Large Telescope do ESO. A imagem é baseada nos dados obtidos no infravermelho próximo, por meio de diferentes filtros. O campo de visão possui em torno de 1 arco de segundo de diâmetro, com o norte para cima e o leste a esquerda. Imagem: ESO e P. Kervella.

Para estudar a estrela Betelgeuse em maior detalhe, Keiichi Ohnaka do Instituto Max Plank para Rádio Astronomia na Alemanha e seus colegas, usaram o instrumento denominado AMBER acoplado ao Interferômetro do Very Large Telescope no ESO, para obter imagens equivalentes àquelas feitas com um telescópio de 48 metros. Esse estudo forneceu detalhes melhores do que as imagens feitas com a ferramenta NACO, pois sua resolução é equivalente a observar detalhes numa pedra de mármore na estação espacial internacional a partir da Terra. “Nossas observações feitas com a ferramenta AMBER são as mais nítidas observações já realizadas de Betelgeuse”, disse Ohnaka. 

“Foi possível também identificar como o gás está se movendo nas diferentes partes da superfície da estrela. É a primeira vez que isso é feito em uma estrela que não seja o Sol”. As observações realizadas pela equipe de Ohnaka mostram que o gás na atmosfera de Betelgeuse é rebatido de forma vigorosa para cima e para baixo em bolhas que são tão grandes quanto à própria estrela, e que poderiam ser essas bolhas as responsáveis pela ejeção da pluma no espaço. Kervella revelou para a revista Astronomy Now, que o comportamento identificado em Betelgeuse pode ser comum em estrelas supergigantes vermelhas. 

“Muitas outras estrelas tem as mesmas propriedades extremas, então é razoável esperar o mesmo comportamento”, disse ele. “Betelgeuse tem a vantagem de ser a estrela desse tipo mais próxima da Terra, por isso mais fácil de ser estudada”. Devido a sua proximidade com a Terra, quando a estrela se tornar uma supernova, seu brilho será tão intenso que será possível observá-la a olho nu inclusive durante o dia.

Créditos: http://www.cienctec.com.br/