Apenas 2.000 anos atrás, Betelgeuse era amarela, não vermelha

 A constelação familiar de Órion. O Cinturão de Órion pode ser claramente visto, assim como Betelgeuse (estrela vermelha no canto superior esquerdo). Astrônomos da antiguidade primitiva viram esta estrela como branco-amarelo. Mudou desde então. Crédito: NASA Astronomy Picture of the Day Collection NASA

Comparada com a vida útil das estrelas, as vidas humanas são muito curtas. Estrelas como Betelgeuse (em Órior) vivem por milhões de anos. Outros existem há bilhões de anos. Nós (se tivermos sorte) temos talvez 100 anos (mais ou menos). Então, para nós, as estrelas não parecem mudar muito ao longo de nossas vidas, a menos que explodam como supernovas. Mas, e ao longo de 20 ou 30 vidas consecutivas?

Bem, acontece que Betelgeuse experimentou mudanças óbvias nesse período de tempo — e muito visivelmente assim. E essas mudanças estão no registro histórico. Na verdade, Betelgeuse tem sido rastreado por milhares de anos (como relatamos no início deste ano). No ano de 1800 a.C.E., um astrônomo na China chamado Sima Qian, notou que Betelgeuse era uma cor rica e amarelada. Isso não é nada como parece para nós hoje em dia. É mais um laranja avermelhado em nosso céu noturno.

Qian não foi o único observador de céu a gravar a cor desta estrela. Baseado em registros históricos, cem anos depois de Qian, o observador romano Hyginus descreveu-o como amarelo-laranja, como Saturno. No entanto, quase dois mil anos depois, por volta das 2 da d.C., o astrônomo Claudius Ptolomeu observou que era uma "estrela brilhante e avermelhada". É muita mudança em alguns milhares de anos. E continuou. No século XVI, o astrônomo Tycho Brahe observou que a estrela era mais vermelha até do que Aldebaran (em Touro). Muitos observadores também a compararam com a vermelhidão de Antares.

Mudança de cores indica alteração interna

De acordo com o astrônomo Ralph Neuhäuser, da Universidade de Jena, na Alemanha, a rápida mudança de cor é realmente sobre evolução. "O próprio fato de ter mudado de cor dentro de dois milênios de amarelo-laranja para vermelho nos diz, juntamente com cálculos teóricos, que ele tem 14 vezes a massa do nosso Sol – e a massa é o parâmetro principal que define a evolução das estrelas", disse ele. "Betelgeuse tem agora 14 milhões de anos e está em suas fases evolutivas tardias. Em cerca de 1,5 milhões de anos, ela finalmente explodirá como uma supernova."

Neuhäuser e colegas estudaram os registros históricos de observações estelares de várias estrelas. Eles relataram suas conclusões em um artigo publicado no MNRAS. Para Betelgeuse, eles escreveram: "A mudança de cor do Betelgeuse é uma nova restrição apertada para modelos evolutivos teóricos de uma estrela única (ou modelos de fusão). É provavelmente localizado a menos de um milênio além da parte inferior do ramo gigante vermelho, antes do qual a rápida evolução de cores é esperada. Faixas evolutivas do MIST consistentes com sua evolução de cores e sua localização no CMD sugerem uma massa de ~14 Ms em ~14 Myr."

Cor: Uma pista para betelgeuse envelhecimento

Então, o que está acontecendo com essa estrela enorme que a faz mudar de cor tão rápido que os humanos podem rastrear sua mudança de olho ao longo do tempo histórico? Como uma estrela como Betelgeuse envelhece, seu brilho, tamanho e mudança de cor. Essas propriedades dão aos astrônomos pistas sobre a idade e a massa das estrelas. Essencialmente, quando o núcleo de Betelgeuse ficou sem hidrogênio, ele evoluiu de uma estrela amarelo-branca para se tornar um supergente vermelho. Em termos astrofísicos, cruzou a lacuna de Hertzsprung, o que significa que parou a queima de hidrogênio do núcleo.

À medida que envelhecia, Betelgeuse experimentou perda de massa, e começou a esfriar. Só levou alguns mil anos para mudar de cor. Isso significa que essa evolução foi bastante rápida. Normalmente, eles evoluem de anãs azul-brancas para supergigantes vermelhas ao longo de alguns milênios. Betelgeuse fez isso em dois, o que indica sua massa, e a partir disso, os cientistas de Jena poderiam descobrir sua idade. Assim, agora acontece que a mudança de cor vista nos séculos entre as observações de Sima Qian e as de Ptolomeu (do branco para o vermelho) é uma característica dessa evolução.

História ajuda a investigar a lacuna de Hertzsprung

Essa ideia de usar a evolução das cores para investigar a lacuna de Hertzsprung (o fim da queima de hidrogênio em Betelgeuse e outras estrelas semelhantes) é uma nova maneira de rastrear sua evolução física. Geralmente, tais mudanças de cor devem ser muito lentas em comparação com a vida humana. Os pesquisadores também têm que levar em conta diferentes percepções de cores entre observadores e outras questões que surgem ao usar o registro histórico. No entanto, claramente os registros em Betelgeuse são que chamam a atenção. A rapidez da mudança é uma pista para algum processo dentro de Betelgeuse que o ajudou a "pular a lacuna" rapidamente. Acontece com outras estrelas? Os cientistas também estudaram outras estrelas para ver como suas cores mudaram com o tempo humano. Em particular, eles olharam para Antares em comparação, que tem permanecido vermelho da antiguidade aos tempos modernos. Parece ser uma estrela em evolução muito mais lenta.

As propriedades observáveis (brilho, cor, temperatura, composição química, etc.) de Betelgeuse e outras estrelas cujas cores foram notadas ao longo da história poderiam fornecer mais informações sobre a física no trabalho à medida que essas estrelas evoluem. É claro que os astrônomos precisarão calibrar as observações históricas cuidadosamente com os dados atuais.

Mas, essas informações devem ajudar a identificar massas estelares com uma precisão ainda maior. Como os autores afirmam nas conclusões de seus trabalhos: "Isso poderia fornecer mais informações sobre a física dos interiores estelares e a evolução tardia dos supergigantes (e o tempo que resta até que eles se tornarem supernovas). A evolução da cor histórica é uma nova restrição apertada nos modelos evolutivos de uma estrela única ou nos modelos de fusão da Betelgeuse."

Fonte: universetoday.com