A famosa estrela Betelgeuse tem uma hóspede misteriosa!
© NRAO / M. Weiss (ilustração das estrelas Sirwarha e Betelgeuse)
A estrela companheira está causando perturbações atmosféricas tão sutis que mais parece estar produzindo ruídos fantasmagóricos. Novos dados sugerem que a sua estrela companheira, recentemente descoberta, Siwarha, é a responsável por esta perturbação.
A estrela Betelgeuse, uma supergigante vermelha brilhante que marca o ombro da constelação de Órion, há muito que cativa tanto astrônomos como observadores do céu, nunca tanto como no final de 2019 e início de 2020, quando escureceu drasticamente até atingir o seu nível mais fraco em mais de um século de registos.
Agora, um novo estudo que utilizou o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostra que a atmosfera extensa da estrela se recuperou em grande parte desse episódio, e os mesmos dados revelam novas evidências convincentes de que a atmosfera de Betelgeuse está sendo ativamente perturbada pela referida companheira estelar.
Os resultados do Observatório Haystack do MIT (Massachusetts Institute of Technology), do Centro de Astrofísica do Harvard & Smithsonian, da Universidade de Manchester e do ESO (European Southern Observatory), baseiam-se em observações realizadas em sete frequências de rádio, de 22 GHz a 485 GHz, recolhidas entre 2021 e 2026. Uma vez que as ondas de rádio de diferentes frequências exploram diferentes profundidades na atmosfera de uma estrela, os dados combinados do VLA e do ALMA permitiram à equipe construir uma imagem camada a camada da atmosfera de Betelgeuse, desde logo acima da sua superfície visível até várias vezes o raio da estrela.
Em 2019, meses antes do "Grande Escurecimento" (quando Betelgeuse ejetou bilhões de toneladas de material solar, bloqueando parcialmente a nossa visão), um estudo tinha revelado que a atmosfera de Betelgeuse, nos comprimentos de onda de rádio, estava incomumente fria, um sinal de que uma onda de choque desencadeada pela convecção nas profundezas da estrela tinha perturbado o gás nas suas camadas exteriores, preparando o terreno para a enorme explosão formadora de poeira que se seguiu.
As novas observações mostram que a temperatura de brilho da atmosfera da estrela, nesses mesmos comprimentos de onda, voltou desde então a subir para níveis mais habituais. O gás da estrela atinge agora cerca de 3.500 Kelvin (comparável à própria temperatura da superfície de Betelgeuse) num raio de aproximadamente 2,7 vezes o tamanho da própria estrela. A equipe atual também confirmou um "mínimo de temperatura" há muito suspeitado na atmosfera de Betelgeuse, uma camada fria situada entre a superfície visível da estrela e a cromosfera acima.
As medições do ALMA na frequência mais elevada, que chegaram mais perto da superfície da estrela do que nunca, revelaram que as temperaturas do gás desciam para cerca de 2.200 Kelvin, mais de 1.000 Kelvin mais frias do que a própria fotosfera. Essa camada fria coincide com a chamada "MOLesfera", uma camada de gás molecular há muito inferida a partir de observações no infravermelho, mas raramente explorada de forma tão direta em comprimentos de onda de rádio. Talvez o resultado mais marcante diga respeito à estrela companheira de Betelgeuse recentemente identificada, Siwarha, cuja existência foi proposta em 2024 para explicar o misterioso ciclo de brilho de 2.100 dias da estrela e que, desde então, tem sido corroborada por imagens diretas e estudos espectroscópicos.
Uma vez que Betelgeuse significa "a mão de al-Jawza" em árabe, a estrela companheira foi batizada de Siwarha, que significa "a sua pulseira". Pensa-se que Siwarha orbite nas profundezas da atmosfera estendida de Betelgeuse, a uma distância de apenas cerca do dobro do raio da estrela gigante. Esta companheira orbita tão perto da estrela que, na verdade, atravessa a sua atmosfera estendida.
As novas observações de Betelgeuse, mostram que a presença de Siwarha está produzindo efeitos observáveis. Embora a própria Siwarha seja provavelmente demasiado fraca para ser detectada diretamente em comprimentos de onda de rádio, a equipe calculou que seria dezenas a centenas de vezes demasiado fraca para ser visível nas suas observações; a sua presença gravitacional e física parece deixar uma marca na sua vizinha gigante.
Ao medir a forma sutil semelhante a um ovo ("elipticidade") da atmosfera emissora de rádio de Betelgeuse ao longo de vários períodos, os pesquisadores descobriram que a estrela se torna visivelmente mais alongada perto dos momentos em que se espera que a companheira esteja na sua maior separação aparente de Betelgeuse, e mais redonda quando se espera que a companheira esteja passando à frente ou atrás da estrela. É um pouco como observar ondulações num lago e conseguir deduzir que algo está se movendo logo abaixo da superfície.
Os astrônomos não conseguem ver a companheira diretamente nos comprimentos de onda de rádio, mas conseguem ver a sua influência na forma da atmosfera de Betelgeuse à medida que esta se move na sua órbita. A equipe salienta que serão necessárias observações adicionais que abranjam uma gama mais completa da órbita da companheira, particularmente em frequências ainda não bem amostradas, para confirmar e aperfeiçoar estas descobertas.
Espera-se que futuros observatórios, como o ngVLA (Next Generation Very Large Array), atualmente em desenvolvimento, tornem esses estudos muito mais rotineiros, oferecendo uma visão ainda mais nítida de como as estrelas supergigantes vermelhas, como Betelgeuse, liberam material e evoluem nas fases finais das suas vidas, e de como a atração de uma companheira próxima pode moldar esse processo.
Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.
Fonte: National Radio Astronomy Observatory