Observações recentes de Betelgeuse, uma estrela situada na constelação de Orion, desencadearam um mistério em torno da supergigante vermelha. Elas sugerem que ela está girando muito mais rápido do que uma estrela daquele tamanho deveria ser capaz.
Agora, uma equipe do Instituto Max Planck de Astrofísica, liderada pelo estudante de doutorado Jing-Ze Ma, pode ter uma explicação para por que Betelgeuse parece estar girando tão rapidamente. Talvez, sugerem os pesquisadores, seja, na verdade, uma ilusão criada pela superfície violentamente fervente da estrela.
Ma e seus colegas acreditam que a superfície borbulhante da estrela poderia ser confundida com rotação — mesmo pelos telescópios mais avançados. Esse equívoco poderia levar os observadores a acreditarem que Betelgeuse, que está localizada entre 500 a 600 anos-luz da Terra, parece estar girando mais rápido do que seria possível para uma estrela de tal magnitude.
“Para a maioria das pessoas, as estrelas são apenas pontos brilhantes no céu. Nossos resultados destacam novamente que estrelas como Betelgeuse têm movimentos de ebulição tão drásticos na superfície que podemos observar esses movimentos nos telescópios”, disse Ma ao Space.com “Como teóricos, estamos muito empolgados por poder fazer previsões a partir de nossas simulações que serão testadas contra observações nos próximos anos.”
Betelgeuse é uma estrela supergigante vermelha infame que recentemente chamou a atenção quando seu escurecimento levou os cientistas a especularem que ela pode estar prestes a explodir.
“A maioria das estrelas são apenas pontos de luz minúsculos no céu noturno. Betelgeuse é tão incrivelmente grande e próxima que, com os melhores telescópios, é uma das poucas estrelas onde realmente observamos e estudamos sua superfície fervente”, disse Selma de Mink, coautora da pesquisa e diretora do Instituto Max Planck de Astrofísica, em um comunicado. “Ainda parece um pouco como um filme de ficção científica, como se tivéssemos viajado lá para ver de perto. E os resultados são tão emocionantes.”
Betelgeuse é uma das estrelas mais brilhantes no Hemisfério Norte da Terra, o que significa que é bem estudada — mas, como mostram as observações do escurecimento dela, isso não significa que não seja capaz de surpreender.
Com um diâmetro maior do que 1 bilhão de quilômetros, Betelgeuse é mais de 1.000 vezes maior que o Sol, tornando-a uma das maiores estrelas no universo conhecido. Se o Sol e Betelgeuse fossem trocados, e a supergigante vermelha fosse colocada no centro do sistema solar, ela engoliria Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, com sua atmosfera se estendendo até a órbita de Júpiter.
Estrelas tão massivas são esperadas para ter velocidades de rotação relativamente calmas. Isso ocorre porque quando as estrelas “incham” e se expandem durante sua fase de gigante vermelha, a conservação do momento angular sugere que sua rotação deveria diminuir. Isso é semelhante a um patinador no gelo na Terra abaixando e espalhando os braços para diminuir suas voltas.
No entanto, observações recentes de Betelgeuse, particularmente aquelas feitas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) localizado no norte do Chile, mostraram que Betelgeuse está girando a cerca de 5 quilômetros por segundo. Isso é cerca de oito vezes mais rápido do que um caça a jato.
Uma investigação com ALMA, um observatório composto por 66 antenas de rádio que juntas formam um único telescópio, revelou que enquanto metade de Betelgeuse parece estar se aproximando da Terra, a outra parece estar se afastando. Foi esse chamado “mapa de velocidade radial dipolar” na camada externa de Betelgeuse que os cientistas interpretaram como rotação rápida.
Essa interpretação depende de Betelgeuse ser considerada uma esfera perfeitamente redonda, no entanto — e esse não é o caso, apontam os pesquisadores do novo estudo. A superfície da estrela supergigante vermelha é turbulenta com bolhas ferventes. Algumas dessas bolhas, na verdade, são tão grandes quanto a órbita inteira da Terra ao redor do Sol. Essas bolhas, impulsionadas por um mecanismo de transferência de calor chamado convecção, podem subir e descer a velocidades de até 30 km/s, cerca de três vezes mais rápido do que a Espaçonave Orion, o veículo da tripulação da missão Artemis.
Para analisar essa imagem precisa e borbulhante de Betelgeuse, a equipe desenvolveu um novo pacote de pós-processamento de computador para simular imagens sintéticas do ALMA e compará-las com simulações hidrodinâmicas de radiação 3D de estrelas supergigantes vermelhas não rotativas. Isso revelou que um aglomerado de bolhas ferventes subindo de um lado de Betelgeuse enquanto outro aglomerado cai do outro lado criaria um mapa de velocidade radial dipolar. Essa convecção seria borrada em observações reais do ALMA, diz a equipe, tornando-a indistinguível de uma rotação rápida.
Na verdade, a equipe descobriu que em cerca de 90% das simulações, Betelgeuse seria interpretada como girando a dezenas de milhares de milhas por hora por causa dessa ebulição em grande escala na superfície da supergigante vermelha. Se a modelagem da equipe estiver errada, no entanto, pode haver outras explicações. Por exemplo, poderia indicar que a estrela supergigante vermelha se envolveu em algum canibalismo estelar há muito tempo.
“Se Betelgeuse estiver girando rapidamente afinal, então pensamos que deve ter sido acelerada depois de comer uma pequena estrela companheira que estava orbitando ao seu redor”, acrescentou de Mink.
A equipe agora usará mais observações de Betelgeuse para avaliar sua velocidade de rotação e entender melhor como sua superfície fervente afeta essas medições, colocando assim seu modelo à prova.
“Ainda há muito que não entendemos sobre estrelas gigantes ferventes como Betelgeuse. Como elas realmente funcionam? Como perdem massa? Quais moléculas podem se formar em seus fluxos? Por que Betelgeuse de repente ficou menos brilhante?” disse Andrea Chiavassa, coautora da pesquisa e astrônoma do CNRS. “Estamos trabalhando muito para tornar nossas simulações de computador cada vez melhores, mas realmente precisamos dos dados incríveis de telescópios como o ALMA.”
