Betelgeuse consumiu uma estrela menor?

O que está acontecendo com Betelgeuse? Nos últimos anos, gerou muitas manchetes, pois a sua luminosidade mudou dramaticamente várias vezes. A supergigante vermelha brilhou quase 50% no início deste ano, gerando especulações de que poderia se tornar uma supernova.

O que está acontecendo com Betelgeuse? Nos últimos anos, gerou muitas manchetes, pois a sua luminosidade mudou dramaticamente várias vezes. A supergigante vermelha brilhou quase 50% no início deste ano, gerando especulações de que poderia se tornar uma supernova. 

Mas novas pesquisas sugerem que há algo completamente diferente acontecendo com Betelgeuse que não tem nada a ver com suas flutuações recentes. Pode ter consumido uma estrela companheira menor.

Ouça, quando uma estrela como Betelgeuse brilha e escurece tanto, os humanos são obrigados a sentar e prestar atenção. Isso porque é uma supergigante vermelha e certamente explodirá como uma supernova. Mas não há necessidade de sair correndo e conseguir mais papel alumínio para nosso equipamento de proteção para a cabeça. Está muito longe para nos machucar, mas seria um belo show de luzes.

Infelizmente para o caçador de espetáculos que existe dentro de todos nós, nenhuma das recentes flutuações de luminosidade da estrela significa que a sua explosão e destruição sejam iminentes. Em vez disso, as mudanças foram atribuídas às nuvens de poeira e às pulsações regulares da estrela.

Algumas novas pesquisas não conseguem explicar as flutuações recentes de Betelgeuse, mas sugerem que algo mais aconteceu com a nossa vizinha supergigante no seu passado. O novo estudo postado no servidor de pré-impressão arXiv é intitulado “Betelgeuse como fusão de uma estrela massiva com uma companheira”. O autor principal é Sagiv Shiber, do Departamento de Física e Astronomia da Louisiana State University.

Mas Betelgeuse tinha companhia?

“Foi firmemente estabelecido que a maioria das estrelas massivas existe dentro de sistemas binários”, escrevem os autores. Muitos deles experimentarão interações binárias em algum momento durante sua evolução. Às vezes, embora raramente, as estrelas podem se fundir. É por isso que Betelgeuse está sozinha?

Quando ocorre uma fusão, depende muito das respectivas massas das estrelas. Pode haver "explosões de fusão" transitórias, perda de massa , bem como outros fenômenos.

Tudo isso é determinado por simulações na nova pesquisa. Os pesquisadores simularam uma fusão entre uma estrela de 16 massas solares e uma estrela menor de 4 massas solares. (Betelgeuse tem entre 16 e 19 massas solares .) As simulações mostram que à medida que as estrelas se aproximam e partilham um envelope comum, eventualmente a estrela menor funde-se com o núcleo de hélio da estrela primária.

“O companheiro eventualmente mergulha no envelope do primário, levando ao seu spin-up e subsequente fusão com o núcleo de hélio”, explicam os autores. Isso causa uma troca de energia orbital e térmica . Eventualmente, ele desencadeia um pulso poderoso que viaja do núcleo através do envelope da estrela primária.

Mas não para por aí. Às vezes, também pode desencadear perda de massa. Isso acontece por causa da liberação de energia gravitacional causada pela fusão. Essa energia tem que se expressar de alguma forma e é convertida em energia cinética que afasta o fluxo de massa em alta velocidade do primário. Nas simulações da equipe, a perda de massa chegou a 0,6 massas terrestres.

Mas quando se trata de Betelgeuse, a evidência de uma fusão em algum momento do passado pode estar na rotação da estrela. Ele gira a cerca de 5,5 km/segundo. Para referência, nosso Sol gira a cerca de 2 km/segundo. "Por exemplo, estudos em Betelgeuse demonstraram que uma fusão anterior entre uma estrela massiva pré-sequência principal com uma massa de aproximadamente 15 ~ 17 milhões de massas terrestres e uma companheira de baixa massa da sequência principal com uma massa de cerca de 1 ~ 4 milhões de massas terrestres poderia explica sua alta taxa de rotação implícita", afirma o documento.

A fusão não interrompe a evolução da estrela primária para a fase supergigante vermelha (RSG). Mas ejeta material, muitas vezes através de fluxos polares. O gás pode viajar a velocidades de 200 a 300 km/s, o que é característico de eventos de explosão de fusão.

Há precedentes para esse tipo de fusão no V838 Monocerotis. Era uma possível nova vermelha luminosa, uma explosão estelar causada pela fusão de duas estrelas. Não era notável até 2002, quando subitamente brilhou e foi uma das maiores estrelas conhecidas por um período de tempo após a suposta fusão. Um artigo de 2007 concluiu que a fusão foi a única explicação para o brilho e expansão do V838 Monocerotis.

Então foi isso que aconteceu com Betelgeuse? Ele se fundiu e consumiu um companheiro menor, sem deixar rastros? A taxa de rotação implícita apoia essa conclusão, assim como a composição química da estrela.

Este estudo não pode chegar a essa conclusão, mas é uma possibilidade distinta. Há muita coisa que os astrofísicos ainda não sabem sobre essas fusões e seus efeitos. O tamanho dos envelopes das estrelas e eventual envelope comum afeta a eventual taxa de spin-up da primária sobrevivente. E a quantidade de perda de massa pode dissipar diferentes quantidades de energia cinética , então há muita coisa acontecendo.

Os autores fizeram alguns progressos na compreensão destes acontecimentos, mas necessitam de métodos e ferramentas melhorados para os compreender de forma mais completa.

“Ao nos aprofundarmos na física das fusões estelares, pretendemos avançar na nossa compreensão da evolução das estrelas massivas, das propriedades dos progenitores das supernovas e do papel das fusões na formação da paisagem transitória astrofísica”, escrevem.

Não há indicação de que esta fusão , caso tenha ocorrido, esteja diretamente ligada às recentes flutuações de Betelgeuse, ou à sua eventual explosão como supernova. Mas um dia Betelgeuse explodirá. Se a humanidade durar o suficiente, então muitas gerações futuras de cientistas terão a sorte de assistir a todo o processo. Então poderemos finalmente ter respostas.

Mas, por enquanto, a supergigante vermelha continua gerando manchetes.

Fonte: phys.org