Hubble ajuda a desvendar o mistério do escurecimento de Betelgeuse

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Hubble ajuda a desvendar o mistério do escurecimento de
Betelgeuse
Novas observações sugerem que o escurecimento inesperado da estrela supergigante foi provavelmente
causado por uma nuvem de poeira que bloqueou a luz estelar proveniente da superfície da estrela.
Crédito da imagem: ESO, ESA/Hubble, M. KornmesserTratos de Julho
Novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA sugerem que o escurecimento
inesperado da estrela supergigante Betelgeuse foi provavelmente causado por uma imensa quantidade
de material quente ejetado no espaço, formando uma nuvem de poeira que bloqueou a luz estelar que
vinha da superfície de Betelgeuse.
Betelgeuse é uma estrela supergigante vermelha envelhecida que inchou em tamanho como resultado
de mudanças complexas e evoluindo nos processos de fusão nuclear em seu núcleo. A estrela é tão
grande que, se substituísse o Sol no centro do nosso Sistema Solar, sua superfície externa se
estenderia além da órbita de Júpiter. O fenômeno sem precedentes do grande escurecimento de
Betelgeuse, eventualmente perceptível até mesmo a olho nu, começou em outubro de 2019. Em meados
de fevereiro de 2020, o brilho desta estrela monstruosa caiu mais de um fator de três.
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Esta é a primeira imagem direta de uma estrela que não seja
o Sol, feita com o Telescópio Espacial Hubble.
Esse escurecimento súbito mistificou os astrônomos, que procuraram desenvolver teorias para explicar a
mudança abrupta. Graças a novas observações do Hubble, uma equipe de pesquisadores agora sugere
que uma nuvem de poeira se formou quando o plasma superquente foi desencadeado a partir de uma
ressurgência de uma grande célula de convecção na superfície da estrela e passou pela atmosfera
quente para as camadas externas mais frias, onde esfriou e formou poeira. A nuvem resultante bloqueou
a luz de cerca de um quarto da superfície da estrela, a partir do final de 2019. Em abril de 2020, a estrela
havia retornado ao seu brilho normal.
Vários meses de observações espectroscópicas de luz ultravioleta do Hubble de Betelgeuse,
começando em janeiro de 2019, produziram uma linha do tempo perspicaz que levou ao escurecimento
da estrela. Essas observações forneceram novas pistas importantes para o mecanismo por trás do
escurecimento. Hubble viu material denso e aquecido movendo-se através da atmosfera da estrela em
setembro, outubro e novembro de 2019. Então, em dezembro, vários telescópios terrestres observaram
a estrela diminuindo em brilho em seu hemisfério sul.
“Com o Hubble, vemos o material à medida que ele deixou a superfície visível da estrela e se moveu
pela atmosfera, antes que a poeira formada que causou a estrela pareça fracassar”, disse Andrea
Dupree, diretora associada do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian. “Podemos ver o efeito de
uma região densa e quente na parte sudeste da estrela se movendo para fora.”
“Este material era duas a quatro vezes mais luminoso do que o brilho normal da estrela”, continuou ela.
E então, cerca de um mês depois, o hemisfério sul de Betelgeuse diminuiu visivelmente à medida que a
estrela se tornava mais fraca. Achamos que é possível que uma nuvem escura tenha resultado da saída
que o Hubble detectou. Somente o Hubble nos dá essa evidência do que levou ao escurecimento.”
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A equipe começou a usar o Hubble no início do ano passado para analisar a estrela massiva. Suas
observações fazem parte de um estudo de três anos do Hubble para monitorar as variações na
atmosfera externa da estrela. A sensibilidade do telescópio à luz ultravioleta permitiu que os
pesquisadores sondassem as camadas acima da superfície da estrela, que são tão quentes que emitem
principalmente na região ultravioleta do espectro e não são vistas na luz visível. Essas camadas são
aquecidas em parte pelas células de convecção turbulentas da estrela borbulhando até a superfície.
“A resolução espacial de uma superfície estelar só é possível em casos favoráveis e apenas com o
melhor equipamento disponível”, disse Klaus Strassmeier, do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam
(AIP) na Alemanha. “A esse respeito, Betelgeuse e Hubble são feitos um para o outro.”
Os espectros do Hubble, tomados no início e no final de 2019 e em 2020, investigaram a atmosfera
externa da estrela medindo as linhas espectrais de magnésio ionizado. De setembro a novembro de
2019, os pesquisadores mediram o material que passa da superfície da estrela para sua atmosfera
externa. Este material quente e denso continuou a viajar para além da superfície visível de Betelgeuse,
atingindo milhões de quilômetros da estrela. A essa distância, o material esfriou o suficiente para formar
poeira, disseram os pesquisadores.
Esta interpretação é consistente com as observações de luz ultravioleta do Hubble em fevereiro de 2020,
que mostraram que o comportamento da atmosfera externa da estrela voltou ao normal, embora na luz
visível ainda estivesse escuiando.
Embora Dupree não saiba a causa da explosão, ela acha que foi auxiliada pelo ciclo de pulsação da
estrela, que continuou normalmente através do evento, como registrado por observações de luz visível.
Strassmeier usou um telescópio automatizado do Instituto Leibniz de Astrofísica chamado STELLA
(STELLA) para medir mudanças na velocidade do gás na superfície da estrela à medida que aumentava
e caía durante o ciclo de pulsação. A estrela estava se expandindo em seu ciclo ao mesmo tempo em
que a célula convectiva estava ressurgindo. A pulsação ondulando para fora de Betelgeuse pode ter
ajudado a impulsionar o plasma que flui através da atmosfera.
A supergigante vermelha está destinada a acabar com sua vida em uma explosão de supernova e
alguns astrônomos pensam que o escurecimento súbito pode ser um evento pré-supernova. A estrela
está relativamente próxima, a cerca de 725 anos-luz de distância, então o evento de escurecimento teria
acontecido por volta do ano 1300, já que sua luz está chegando à Terra agora.
Dupree e seus colaboradores terão outra chance de observar a estrela com o Hubble no final de agosto
ou início de setembro. Neste momento, Betelgeuse está no céu diurno, muito perto do Sol para
observações do Hubble.
Comunicado de imprensa fornecido pela ESA/Hubble
O artigo da equipe aparecerá na revista Astronomical Journal
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https://www.spacetelescope.org/news/heic2014/?lang
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