58: Hubble vê super-gigante vermelha Betelgeuse a recuperar lentamente após explodir o seu topo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A sequência de eventos que ocorreram nos últimos anos na super-gigante vermelha Betelgeuse.
Crédito: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI)

Ao analisarem dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA e de vários outros observatórios, os astrónomos concluíram que a brilhante estrela super-gigante vermelha Betelgeuse explodiu literalmente o seu topo em 2019, perdendo uma parte substancial da sua superfície visível e produzindo uma gigantesca Ejecção de Massa Superficial (EMS). Isto é algo nunca antes visto no comportamento normal de uma estrela.

O nosso Sol expele rotineiramente partes da sua ténue atmosfera solar, a coroa, num evento conhecido como Ejecção de Massa Coronal (EMC). Mas a EMS de Betelgeuse expeliu 400 mil milhões de vezes mais massa do que uma típica EMC!

A estrela monstruosa ainda está lentamente a recuperar desta convulsão catastrófica. “Betelgeuse continua, neste momento, a fazer coisas muito invulgares; o interior está como que a saltar”, disse Andrea Dupree do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts.

Estas novas observações dão pistas sobre como as estrelas vermelhas perdem massa no final das suas vidas à medida que os seus fornos de fusão nuclear se esgotam, antes de explodirem como super-novas. A quantidade de perda de massa afecta significativamente o seu destino.

No entanto, o comportamento surpreendentemente petulante de Betelgeuse não é evidência de que a estrela esteja prestes a explodir em breve. Portanto, a perda de massa não é necessariamente o sinal de uma explosão iminente.

Dupree está agora a juntar todas as peças do puzzle do comportamento petulante da estrela antes, depois e durante a erupção numa história coerente de uma convulsão titânica nunca antes vista numa estrela envelhecida.

Isto inclui novos dados espectroscópicos e de imagem do observatório robótico STELLA, do TRES (Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph) do Observatório Fred L. Whipple, da sonda STEREO-A (Solar Terrestrial Relations Observatory) da NASA, do Telescópio Espacial Hubble da NASA e da AAVSO (American Association of Variable Star Observers). Dupree enfatiza que os dados do Hubble foram fundamentais para ajudar a resolver o mistério.

“Nunca antes tínhamos visto uma enorme ejecção de massa da superfície de uma estrela. É algo que não compreendemos completamente. É um fenómeno totalmente novo que podemos observar directamente e resolver detalhes da superfície com o Hubble. Estamos a observar uma evolução estelar em tempo real”.

A explosão titânica em 2019 foi possivelmente causada por uma pluma convectiva, com um diâmetro superior a 1,6 milhões de quilómetros, borbulhando a partir do interior da estrela.

Produziu choques e pulsações que expeliram um pedaço da fotosfera, deixando a estrela com uma grande área de superfície fria sob a nuvem de poeira que foi produzida pelo pedaço da fotosfera em arrefecimento. Betelgeuse está agora a lutar para recuperar desta lesão.

Com uma massa várias vezes maior do que a nossa Lua, o pedaço de fotosfera fracturado acelerou para o espaço e arrefeceu para formar uma nuvem de poeira que bloqueou a luz da estrela, tal como foi visto pelos observadores na Terra.

O escurecimento, que começou em finais de 2019 e durou alguns meses, foi facilmente perceptível mesmo por observadores de quintal que viam a estrela a mudar de brilho. Uma das estrelas mais brilhantes do céu, Betelgeuse é facilmente encontrada no ombro direito da constelação de Orionte.

Ainda mais fantástico, o ritmo de pulsação de 400 dias da super-gigante já não existe, talvez pelo menos temporariamente. Há quase 200 anos que os astrónomos medem este ritmo como evidente em variações de brilho e movimentos à superfície de Betelgeuse. A sua perturbação atesta a ferocidade da explosão.

As células de convecção interior da estrela, que impulsionam a pulsação regular, podem estar a rodar como uma máquina de lavar roupa desequilibrada, sugere Dupree. Os espectros pelo TRES e pelo Hubble sugerem que as camadas exteriores podem estar de volta ao normal, mas a superfície ainda está a saltar como uma gelatina à medida que a fotosfera se reconstrói.

Embora o nosso Sol tenha ejecções de massa coronal que expelem pequenos pedaços da atmosfera exterior, os astrónomos nunca testemunharam uma quantidade tão grande da superfície visível de uma estrela a ser disparada para o espaço. Portanto, as ejecções de massa superficial e as ejecções de massa coronal podem ser eventos diferentes.

Betelgeuse é agora tão grande que se substituíssemos o Sol no centro do nosso Sistema Solar, a sua superfície exterior estender-se-ia para além da órbita de Júpiter. Dupree utilizou o Hubble para resolver manchas quentes à superfície da estrela em 1996. Esta foi a primeira imagem directa de uma estrela que não o Sol.

O Telescópio Espacial Webb da NASA pode ser capaz de detectar o material ejectado no infravermelho, à medida que se afasta da estrela.

Astronomia On-line
16 de Agosto de 2022

49: Estrela Betelgeuse está a recuperar depois de um “espirro” gigante

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Betelgeuse é uma estrela muito grande, luminosa e fria classificada como uma super-gigante vermelha. É uma das estrelas mais brilhantes que podemos ver aqui da Terra. Em 2019, este astro explodiu literalmente o seu topo. Os astrónomos, recorrendo aos dados do Hubble da NASA e a outros observatórios, concluíram que a brilhante estrela vermelha perdeu uma parte substancial da sua superfície visível e produziu uma gigantesca Ejecção de Massa de Superfície (SME).

O fenómeno foi algo que nunca havia sido visto no comportamento normal de uma estrela. Se fosse o nosso Sol, a Terra iria sofrer… muito!

A título de exemplo, o nosso sol sopra rotineiramente partes da sua ténue atmosfera exterior, a corona, num evento conhecido como Ejecção de Massa Coronal (CME). Contudo, a Betelgeuse explodiu 400 mil milhões de vezes mais massa do que uma típica CME!

Após esta explosão, a estrela ficou mais fraca, perdeu brilho e tornou-se menos proeminente. Seria um “último suspiro”?

Betelgeuse afinal está a recuperar lentamente

Desde 2019, altura em que aconteceu a monstruosa ejecção de massa coronal, a grande estrela ainda está lentamente a recuperar desta convulsão catastrófica. Andrea Dupree do Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian em Cambridge, Massachusetts, disse o seguinte:

A Betelgeuse continua a fazer algumas coisas muito invulgares neste momento; o interior está a saltar.

Estas novas observações dão pistas sobre como as estrelas vermelhas super-gigantes perdem massa no final das suas vidas à medida que os seus fornos de fusão nuclear se esgotam, antes de explodirem como super-novas.

A quantidade de perda de massa afecta significativamente o seu destino. No entanto, o comportamento surpreendentemente petulante da Betelgeuse não é prova de que a estrela esteja prestes a explodir em breve.

Portanto, o evento da perda de massa não é necessariamente o sinal de uma explosão iminente.

Estudo da Betelgeuse antes, durante e depois da SME

Os astrónomos que seguem este evento estão agora a juntar todas as peças do comportamento insolente da estrela antes, depois e durante a erupção numa história coerente de uma convulsão titânica nunca antes vista numa estrela envelhecida.

Estes elementos estão a ser recolhidos de novos dados espectroscópicos e de imagem do observatório robótico STELLA, do telescópio espacial Fred L. Whipple do Observatório Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES), da nave espacial do Observatório de Relações Solares Terrestres da NASA (STEREO-A), do telescópio espacial Hubble da NASA, e da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO).

Claro que, como refere o investigador Dupree, os dados do Hubble foram fundamentais para ajudar a resolver o mistério.

A explosão titânica ocorrida em 2019 foi possivelmente causada por uma pluma convectiva, com mais de um milhão e meio de quilómetro de diâmetro, borbulhando a partir do interior da estrela. Este fenómeno produziu choques e pulsações que explodiram de um pedaço da fotosfera.

Isto deixou a estrela com uma grande e fria superfície sob a nuvem de poeira que foi produzida pela peça de refrigeração da fotosfera. A Betelgeuse está agora a lutar para recuperar desta lesão.

Nuvem de poeira da ejecção bloqueou a luz de Betelgeuse

Esta estrela pesa várias vezes mais do que a nossa Lua, o pedaço de fotosfera fracturado acelerou para o espaço e arrefeceu formando uma nuvem de poeira. Foi isso que bloqueou a luz da estrela, tal como vista da Terra.

O escurecimento, que começou em finais de 2019 e durou alguns meses, era facilmente perceptível pelos observadores “amadores”, que observavam a mudança de brilho da estrela. Se procurar uma estrela brilhante no céu, pode facilmente encontrar Betelgeuse no ombro direito da constelação Orion.

Esta estrela tem um irregular “bater de coração”. Contudo, a taxa de pulsação do super-gigante de 400 dias já não existe, mas pode ser apenas uma situação temporária. Há quase 200 anos que os astrónomos medem este ritmo como é evidente nas variações de brilho e movimentos de superfície do Betelgeuse. A sua perturbação atesta a ferocidade da explosão.

As 4 ilustrações no topo mostram a massa ejectante Betelgeuse de Janeiro de 2019 o Março de 2020. Na parte inferior há um gráfico que traça a mudança de brilho da estrela ao longo do tempo

Um interior de gelatina

Segundo o que os astrónomos pensam, as células de convecção interior da estrela, que conduzem a pulsação regular, podem estar a deslizar como uma máquina de lavar desequilibrada. Os espectros TRES e Hubble implicam que as camadas exteriores podem estar de volta ao normal, mas a superfície ainda está a saltar como uma placa de gelatina à medida que a fotosfera se reconstrói.

Embora o nosso sol tenha ejecções de massa coronal que sopram pequenos pedaços da atmosfera exterior, os astrónomos nunca testemunharam uma quantidade tão grande da superfície visível de uma estrela explodir no espaço. Portanto, as ejecções de massa superficial e as ejecções de massa coronal podem ser eventos diferentes.

A Betelgeuse é agora tão grande que se substituísse o Sol no centro do nosso sistema solar, a sua superfície exterior estender-se-ia para além da órbita de Júpiter. Dupree utilizou o Hubble para resolver pontos quentes na superfície de Betelgeuse em 1996.

Imagem da estrela Betelgeuse vista via luz ultravioleta pelo Telescópio Espacial Hubble, e subsequentemente melhorada pela NASA. A mancha branca brilhante é provavelmente um dos pólos desta estrela. Imagem via Andrea Dupree/ Ronald Gilliland/ NASA/ ESA/ Britannica.com.

Esta foi a primeira imagem directa de uma estrela que não era o Sol. O Telescópio Espacial James Webb da NASA pode ser capaz de detectar o material ejectado em luz infravermelha, à medida que se afasta da estrela.

Em resumo: Os astrónomos concluíram que a brilhante estrela vermelha super-gigante Betelgeuse explodiu literalmente o seu topo em 2019. Betelgeuse perdeu uma parte substancial da sua superfície visível, causando a formação de uma nuvem de poeira e escurecendo a estrela como ela é vista da Terra. Betelgeuse ainda está a recuperar dessa explosão.

Autor: Vítor M.
14 Ago 2022

Stellarium