Tecnologia Científica

Hubble descobre que o misterioso escurecimento de Betelgeuse édevido a uma explosão trauma¡tica
Entre outubro e novembro de 2019, o Telescópio Espacial Hubble observou material denso e aquecido se movendo para fora atravanãs da atmosfera estendida da estrela a 200.000 milhas por hora.
Por Nasa - 14/08/2020


Este gra¡fico de quatro painanãis ilustra como a regia£o sul da estrela supergigante vermelha brilhante Betelgeuse pode ter subitamente se tornado mais fraca por vários meses durante o final de 2019 e ini­cio de 2020. Nos primeiros dois painanãis, conforme visto em luz ultravioleta com o Espaço Hubble Telescópio, uma bolha brilhante e quente de plasma éejetada do surgimento de uma enorme canãlula de convecção nasuperfÍcie da estrela. No painel três, o gás expelido que flui se expande rapidamente para fora. Ele esfria para formar uma enorme nuvem de gra£os de poeira obscurecendo. O painel final revela a enorme nuvem de poeira bloqueando a luz (vista da Terra) de um quarto dasuperfÍcie da estrela. Crédito: NASA, ESA e E. Wheatley (STScI)

Observações recentes de Betelgeuse revelaram que os períodos de escurecimento inesperados e significativos da estrela no final de 2019 e ini­cio de 2020 foram provavelmente causados ​​pela ejeção e resfriamento de gases quentes densos, e que a estrela pode estar passando por outro período de escurecimento mais de um ano antes .

Entre outubro e novembro de 2019, o Telescópio Espacial Hubble observou material denso e aquecido se movendo para fora atravanãs da atmosfera estendida da estrela a 200.000 milhas por hora. No maªs seguinte, vários telesca³pios terrestres observaram uma diminuição no brilho no hemisfanãrio sul de Betelgeuse, como se algo estivesse bloqueando a luz nesta regia£o da estrela. Em fevereiro de 2020, a estrela havia perdido mais de dois tera§os de seu brilho, um escurecimento visível atémesmo a olho nu, criando um burburinho de que a estrela poderia estar se transformando em uma supernova. Continuadas observações espectrosca³picas de luz ultravioleta com o Hubble forneceram uma linha do tempo para os pesquisadores seguirem, como migalhas de pa£o voltando no tempo para localizar a fonte do misterioso escurecimento.

"Com o Hubble, observamos anteriormente células de convecção quente nasuperfÍcie de Betelgeuse e no outono de 2019 descobrimos uma grande quantidade de gás quente denso movendo-se para fora da atmosfera estendida de Betelgeuse. Acreditamos que esse gás resfriou milhões de milhas fora da estrela para formar a poeira que bloqueou a parte sul da estrela fotografada em janeiro e fevereiro ", disse Andrea Dupree, diretora associada do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e principal autor do estudo. "O material era duas a quatro vezes mais luminoso do que o brilho normal da estrela. E então, cerca de um maªs depois, a parte sul de Betelgeuse esmaeceu visivelmente a  medida que a estrela ficava mais fraca. Acreditamos ser possí­vel que uma nuvem escura resultou do fluxo de saa­da do Hubble detectou.

Este gra¡fico espectral ébaseado em observações do Telescópio Espacial Hubble de mara§o
de 2019 a fevereiro de 2020. O Hubble registrou uma explosão surpreendente na atmosfera
da estrela supergigante vermelha Betelgeuse. Medidas de emissão do magnanãsio II foram
usadas para rastrear o movimento na atmosfera pulsante da estrela. O Espectra³grafo
de Imagens do Telescópio Espacial do Hubble capturou um aumento drama¡tico no brilho
da emissão de magnanãsio em outubro de 2019, na regia£o sudeste da estrela, conforme
delineado pelo ca­rculo branco. (Betelgeuse estãoperto e grande o suficiente para que o
Hubble resolva o enorme disco da estrela.) Este evento trauma¡tico foi diferente do que
énormalmente visto no período de pulsação de 420 dias da estrela. Ao mesmo tempo,
em outubro, a estrela começou a escurecer abruptamente. Esse desbotamento continuou
atéfevereiro de 2020, momento em que os dados espectrais ultravioleta do Hubble
voltaram ao normal. Suspeita-se que a explosão tenha ejetado uma nuvem de plasma
quente que resfriou para formar poeira que bloqueou uma parte significativa da luz
da estrela por alguns meses. A longa linha de base do Hubble para monitorar a estrela
ajudou a juntar as pea§as do quebra-cabea§a. Crédito: NASA,
ESA, A. Dupree (CfA) e E. Wheatley (STScI)

E Betelgeuse trouxe outra surpresa para os cientistas quando as observações do Hubble revelaram que o plasma detectado não foi ejetado dos pa³los rotacionais da estrela, conforme previsto por modelos estelares. "As observações do Hubble sugerem que o material pode ser expulso de qualquer parte dasuperfÍcie estelar", disse Dupree, acrescentando que a atividade recente em Betelgeuse não era normal para esta estrela. Dupree observou que Betelgeuse estãoperdendo massa a uma taxa 30 milhões de vezes maior do que o Sol, mas que a atividade recente resultou em uma perda de aproximadamente duas vezes a quantidade normal de material do hemisfanãrio sul sozinho. "Todas as estrelasestãoperdendo material para o meio interestelar, e não sabemos como esse material estãoperdido. a‰ um vento suave soprando o tempo todo? Ou vem aos trancos e barrancos? Talvez com um evento como o que descobrimos em Betelgeuse? Sabemos que outras estrelas luminosas mais quentes perdem material e rapidamente se transforma em pa³, fazendo com que a estrela parea§a muito mais fraca. Mas em mais de um século e meio, isso não aconteceu com Betelgeuse. a‰ muito aºnico. "
 
Observações complementares usando o Observatório de Atividades STELLAr - STELLA - mediram asmudanças na velocidade dasuperfÍcie da estrela conforme ela subia e descia durante o ciclo de pulsação, criando um efeito de ondulação que pode ter impulsionado o plasma que flui atravanãs da atmosfera da estrela. “Vimos todas as linhas de absorçãono espectro, o azul mudou e soube que a estrela estava se expandindo ", disse Klaus G. Strassmeier, diretor de campos magnanãticos ca³smicos do Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam (AIP) e co-autor do estudo." Quando o escurecimento começou, o o deslocamento para o azul tornou-se cada vez menor e, na verdade, reverteu para um deslocamento para o vermelho quando a estrela estava mais fraca. Portanto, saba­amos que o escurecimento deve ter sido relacionado de uma ou outra forma a  expansão e contração da fotosfera da estrela, mas são isso não poderia ter causado um escurecimento tão grande. "

Uma imagem do Imageador Heliosfanãrico a bordo da Espaçonave STEREO da NASA mostra
a estrela Betelgeuse, circulada. Por várias semanas em 2020, STEREO foi o aºnico
observata³rio fazendo medições de Betelgeuse por causa da posição única
da Espaçonave no Espaço. Créditos: NASA / STEREO / HI

Amedida que a estrela se movia para o canãu diurno e fora da vista do Hubble e STELLA, os pesquisadores recorreram ao Observatório de Relações Terrestriais Solar da NASA - ESTa‰REO - para monitorar o brilho da supergigante. Mas as observações do vera£o revelaram uma surpresa surpreendente: escurecimento mais inesperado. Entre o final de junho e o ini­cio de agosto de 2020, a STEREO observou Betelgeuse em cinco dias separados, medindo o brilho relativo da estrela em comparação com outras estrelas. "Nossas observações de Betelgeuse com STEREO confirmam que a estrela estãoescurecendo novamente. Betelgeuse normalmente passa por ciclos de brilho que duram cerca de 420 dias e, como o ma­nimo anterior acontecia em fevereiro de 2020, esse novo escurecimento émais de um ano antes do previsto", disse Dupree, que planeja observar Betelgeuse com STEREO novamente no pra³ximo ano, durante o ma¡ximo da estrela,

Esta figura mostra as medições do brilho de Betelgeuse de diferentes observata³rios do
final de 2018 atéo presente. Os pontos azuis e verdes representam dados de obser
vata³rios baseados no solo. As lacunas nessas medições acontecem quando Betelgeuse
aparece no canãu diurno da Terra, tornando impossí­vel fazer medições precisas de brilho.
Durante essa lacuna de observação em 2020, a Espaçonave STEREO da NASA - com
as medições mostradas em vermelho - entrou para observar Betelgeuse de seu ponto de
vista exclusivo, revelando um escurecimento inesperado pela estrela. O ponto de dados
de 2018 do STEREO foi encontrado nos dados de arquivo da missão e foi usado para
calibrar as medições do STEREO em comparação com outros telesca³pios.
Crédito: Dupree, et al.

O intenso interesse em torno de Betelgeuse acendeu-se no final do ano passado, a  medida que a estrela continuava a escurecer cada vez mais, um comportamento que alguns cientistas disseram que sinalizava que a velha estrela estava prestes a se tornar uma supernova. Como uma estrela varia¡vel que se expande e se contrai, escurecendo e brilhando ao longo de cada ciclo, "Betelgeuse éuma estrela brilhante em nossa gala¡xia, perto do fim de sua vida que provavelmente se tornara¡ uma supernova. Quando a estrela ficou muito fraca em fevereiro de 2020, este foi o mais fraco desde que as medições comea§aram, hámais de 150 anos ", disse Dupree. "O escurecimento era a³bvio para todos quando olhavam para a constelação de Orion; era muito estranho, Betelgeuse estava quase desaparecendo." A 725 anos-luz de distância, a luz - e escurecimento - vista de Betelgeuse hoje na Terra deixou a estrela no ano de 1300. " Ninguanãm sabe como uma estrela se comporta nas semanas antes de explodir, e havia algumas previsaµes sinistras de que Betelgeuse estava pronta para se tornar uma supernova. As chances são, no entanto, de que não explodira¡ durante a nossa vida, mas quem sabe? "

 

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