Outras informações sobre o curioso escurecimento da estrela Betelgeuse foram reveladas por uma equipe internacional de astrônomos liderada por Andrea Dupree do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica. Os pesquisadores usaram observações do Telescópio Espacial Hubble e vários outros instrumentos para mostrar como uma grande célula convectiva subindo à superfície da estrela poderia ter ejetado uma enorme quantidade de material no espaço – criando uma nuvem que bloqueou parte da luz de Betelgeuse de atingir a Terra. . O trabalho confirma pesquisas anteriores que ligavam a nuvem obscura a um grande ponto frio observado na superfície da estrela.
Betelgeuse é uma estrela supergigante vermelha que fica a cerca de 548 anos-luz da Terra e é uma das estrelas mais brilhantes do céu. Normalmente, o brilho da estrela pulsa com um período de 416 dias, mas em 2019-20 a saída de luz da estrela caiu para uma baixa sem precedentes antes de se recuperar – um evento chamado de “Grande Escurecimento”.
Os astrônomos acreditam que o escurecimento foi causado pela ejeção de material da estrela, mas a natureza exata do processo era desconhecida.
“Nossa [pesquisa] reúne um grande número de observações para rastrear a dinâmica da ejeção de massa e compilar uma linha do tempo lógica para sua ocorrência”, diz Dupree. Mundo da física.
Além do Hubble, essas observações incluíram dados coletados pelo SPHERE (Spectro—Pesquisa Polarimétrica de Exoplanetas de Alto Contraste) instrumento no Very Large Telescope no Chile, que mostrou um ponto escuro e frio no hemisfério sul de Betelgeuse. A equipe também usou dados do Japão Satélite meteorológico Himawari-8, que por acaso observou Betelgeuse no fundo de suas observações da Terra. Essas observações por Himawari-8 conectou o ponto frio a uma nuvem de poeira que obscureceu parte da estrela.
Estrela eruptiva
O modelo de Dupree e colegas sugere que uma enorme célula convectiva subiu pelo interior de Betelgeuse, formando uma enorme bolha na fotosfera da estrela – sua superfície gasosa. Isso fez com que uma vasta nuvem de material equivalente à massa de Marte deixasse a estrela. Esse material ejetado viajou pelas camadas externas difusas de Betelgeuse, onde esfriou e condensou em poeira. Enquanto isso, a superfície estelar turva ficou com uma ferida gigante na qual o plasma se expandiu, esfriando ao longo do caminho. Isso criou a grande mancha escura e fria que havia sido vista na estrela.
Daisuke Taniguchi da Universidade de Tóquio liderou a análise das observações do Himawari-8, mas ele não era membro da equipe de Dupree. Ele conta Mundo da física que “Este novo conceito de ejeção de massa de superfície soa como o mais razoável para explicar todas as observações”.
Embora a poeira já tenha se dissipado, tendo sido afastada pelo vento estelar de Betelgeuse, e a estrela tenha retornado à sua faixa normal de brilho, a equipe de Dupree acredita que a fotosfera ainda é instável.
Gosto da analogia de uma 'máquina de lavar desequilibrada' enquanto tenta chegar a um novo equilíbrio
Andrea Dupree
“Gosto da analogia de uma 'máquina de lavar desequilibrada' enquanto tenta chegar a um novo equilíbrio”, diz Dupree.
Pulsações Ocultas
As instabilidades turbulentas resultantes do movimento da fotosfera na esteira da ejeção de massa da superfície estão atualmente mascarando o período de pulsação de 416 dias de Betelgeuse. Dupree descreve este período de pulsação como o modo fundamental da estrela. Essas pulsações são típicas de estrelas supergigantes vermelhas, como Betelgeuse, e seu período varia de estrela para estrela, dependendo da massa da estrela.
“Acredito que a taxa de pulsação intrínseca de 416 dias ainda está em andamento”, diz Dupree. “O período pode não ser exatamente o mesmo quando Betelgeuse se recuperar, mas deve ser um padrão relativamente estável.”
Assim como o período de pulsação de 416 dias, há também um período subjacente de 2100 dias que não é tão bem compreendido. Alguns pesquisadores acreditam que está relacionado ao tempo que leva para as células convectivas gigantes na fotosfera se transformarem. O Grande Escurecimento ocorreu logo após o ciclo de 2100 dias atingir um brilho mínimo, que também coincidiu com um mínimo no ciclo de 416 dias.
Em meados da década de 1980, o falecido astrônomo de Harvard Leo Goldberg previu que quando os mínimos de longo e curto prazo coincidem para criar um grande mínimo, podem ocorrer mudanças incomuns no brilho e na atividade da estrela. A teoria de Goldberg foi praticamente esquecida, mas desde o Grande Escurecimento ela tem estado muito alinhada com o pensamento atual.
Próximo escurecimento em 2026
“Estou especulando aqui”, diz Dupree, “mas se [um grande escurecimento] acontecer novamente, deve ser em 2026 após o próximo mínimo de 2100 dias em 2025”.
Com um melhor monitoramento da estrela por astrônomos profissionais e amadores do que na década de 1980, há uma chance maior de detectar quando algo está errado em Betelgeuse.
Satélite meteorológico lança luz sobre o 'grande escurecimento' da estrela de Betelgeuse
“Os astrônomos devem continuar focando nesta estrela emocionante”, diz Taniguchi, que continuará monitorando Betelgeuse com os satélites Himawari-8 e Himawari-9. Enquanto isso, inspirados pelo sucesso de Taniguchi com satélites meteorológicos, Dupree e seus colegas planejam usar dados de arquivo do NOAA's GOES série de satélites meteorológicos para observar a atividade de Betelgeuse.
A importância de Betelgeuse para entender outras estrelas supergigantes vermelhas não pode ser subestimada. Betelgeuse é uma supergigante vermelha bastante típica, então os astrônomos esperam que ejeções de massa de superfície semelhantes ocorram em outras estrelas.
Dupree acredita que observações detalhadas de Betelgeuse serão a chave para entender outras estrelas. “Gostaria de pensar que Betelgeuse pode ser uma pedra de Rosetta para a física estelar”, diz Dupree.
Uma pré-impressão do papel está disponível em arXiv e o artigo será publicado em The Astrophysical Journal.
