As estrelas cintilantes que observamos no céu noturno nem sempre refletem sua verdadeira natureza. A aparência cintilante que percebemos não é uma qualidade inerente desses sóis distantes, mas sim o resultado da atmosfera iluminada pela luz das estrelas do nosso planeta. Essas estrelas, em sua maioria, emitem um brilho constante e inabalável, não afetado por fatores externos, pelo menos em circunstâncias normais.
Betelgeuse, uma renomada supergigante vermelha situada no corpo celeste da constelação de Orion, se desviou desse comportamento convencional nos últimos tempos. Embora uma parte significativa de seu brilho, visível a olho nu, ainda seja influenciada por elementos em nosso céu noturno, algumas das flutuações em seu brilho se originam da própria estrela. A estrela está em um estado perpétuo de agitação, semelhante a uma panela de sopa fervente no fogão, com as atividades da superfície contribuindo para sua variabilidade visual. Em um incidente notável em 2019, Betelgeuse experimentou um escurecimento repentino e dramático após a ejeção de um grande pedaço de material no espaço, levando à especulação sobre uma potencial erupção iminente de supernova. Esse evento, conhecido como Great Dimming, teve um impacto duradouro em Betelgeuse, deixando sua superfície em um estado turbulento, semelhante a uma máquina de lavar com defeito presa em um rápido ciclo de centrifugação.
Numerosas pesquisas conduzidas nos últimos trinta anos revelaram consistentemente que Betelgeuse está girando a uma velocidade significativamente maior do que a esperada, superando a norma para uma estrela supergigante em pelo menos um fator de 100. Uma simulação recente conduzida por uma equipe internacional de astrofísicos propõe que essa taxa de rotação incomumente alta pode ser enganosa, uma consequência de os observadores serem enganados pela enorme enormidade da volumosa estrutura espumosa da estrela.
J. Craig Wheeler, acadêmico da Universidade do Texas em Austin, não afiliado à pesquisa mencionada acima, enfatiza a importância crítica de determinar a velocidade de rotação real de Betelgeuse. Uma discrepância na velocidade de rotação da estrela exigiria uma reavaliação da hipótese predominante, sugerindo que Betelgeuse acelerou sua rotação após a absorção de uma estrela semelhante ao Sol no passado recente. Além disso, uma hipótese baseada em fenômenos relacionados a bolhas poderia potencialmente desvendar o enigma em torno das taxas de rotação excessivamente altas observadas em várias outras estrelas supergigantes.
As dimensões exatas das bolhas de Betelgeuse permanecem incertas devido às ambigüidades em relação ao tamanho da estrela (estimado entre 700 e 800 vezes maior que o nosso sol) e sua distância da Terra (aproximadamente 500 a 650 anos-luz ou mais). Apesar dessas incertezas, um fato indiscutível é a escala colossal dessas bolhas, com cada célula convectiva de plasma quente (referida mais formalmente) ostentando um diâmetro comparável à órbita da Terra ao redor do sol. Algumas dessas bolhas podem até se expandir ainda mais, atingindo tamanhos equivalentes à órbita de Marte, grandes o suficiente para abranger nosso sistema solar interno.
Embora os detalhes em relação ao tamanho e à distância sejam pouco claros, os cientistas expressam um maior nível de confiança em suas medições em relação à velocidade com que o material se move dentro e ao redor de Betelgeuse. A determinação de tais velocidades pode ser alcançada por meio do exame de peculiaridades no espectro de luz semelhante ao arco-íris emitido por uma estrela. Por exemplo, se for observado que um lado da face de uma estrela, visto da Terra, está se movendo rapidamente em direção ao nosso planeta enquanto o lado oposto está se afastando, esse fenômeno é interpretado como uma indicação de que a estrela está girando. Esse padrão se alinha com o que inúmeras observações revelaram consistentemente sobre Betelgeuse.
Quando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) capturou imagens indistintas de Betelgeuse em 2015, um movimento giratório proeminente foi detectado. Essa observação levou os astrônomos a deduzir que a estrela está girando a uma taxa surpreendente de cinco quilômetros por segundo. Isso representa um quebra-cabeça porque, com o tempo, à medida que as estrelas evoluem para supergigantes expandindo suas atmosferas para tamanhos consideráveis, espera-se que sua rotação diminua proporcionalmente, da mesma forma que um patinador no gelo desacelera ao estender os braços. Wheeler observa que parece altamente improvável que Betelgeuse, como uma única estrela, alcance tal rotação. No entanto, se ele acelerasse sua rotação devido ao engolir uma estrela vizinha, desvendar pistas desse evento seria extremamente desafiador, explica Wheeler, destacando a complexidade desse processo.
Em fevereiro, uma nova simulação foi apresentada em um artigo publicado no Astrophysical Journal Letters, oferecendo uma explicação alternativa ao simular cinco anos virtuais do comportamento de Betelgeuse em três dimensões. A simulação rastreou como as bolhas convectivas podem fazer com que a superfície da estrela oscile para frente e para trás. As descobertas ilustraram aglomerados de bolhas de plasma quente entrando em erupção e se dissipando regularmente a velocidades de até 30 km por segundo. Quando um conjunto de bolhas sobe em um lado da superfície visível da estrela enquanto outro conjunto desce no lado oposto, a impressão geral é a de uma estrela girando rapidamente.
O principal autor do estudo, Jing-Ze Ma, candidato a doutorado no Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA) em Garching, Alemanha, expressou que a manipulação da aparência simulada de sua estrela poderia potencialmente enganar a visão humana, ao discutir o conceito de enganar seus olhos. De acordo com Ma e seus colegas, a rotação rápida de Betelgeuse seria lógica se a estrela tivesse uma forma esférica perfeita, sem movimentos irregulares, no entanto, os movimentos caóticos em sua superfície se neutralizam, resultando em uma velocidade de 5 quilômetros por segundo, o que foi mal interpretado como a velocidade de rotação da estrela. Ao distorcer a estrela simulada para se alinhar com o que o ALMA observaria, ficou evidente que a oscilação da estrela corresponde estreitamente às observações do telescópio. Antecipando os próximos dados do telescópio, Ma e sua equipe preveem que a superfície da estrela exibirá diferenças significativas em comparação com sua aparência durante o último exame minucioso em 2015, devido à presença de células que se movem rapidamente. A coautora do estudo Selma de Mink, astrofísica do MPA, sugere com segurança que uma revisita a Betelgeuse deve revelar uma superfície completamente alterada se a explicação estiver dentro de bolhas, enfatizando o potencial de mudanças drásticas.
Os vislumbres iniciais das observações de Betelgeuse do ALMA de dois anos atrás, aclamadas como as vistas mais nítidas da estrela após uma grande atualização do telescópio, parecem apoiar as conclusões tiradas no novo estudo, de acordo com Ma e seus colegas. Apesar do aparente alinhamento com suas previsões, Ma reconhece que existem discrepâncias que exigem um exame mais aprofundado, indicando uma sensação de expectativa por análises adicionais. Apesar dos resultados promissores propostos pelo estudo, permanece o ceticismo em relação à viabilidade de vastas bolhas convectivas replicarem com precisão uma rotação estelar rápida, conforme destacado pelas reservas de Wheeler sobre a improbabilidade estatística de movimentos de bolhas tão precisos na superfície da estrela.
A afirmação feita no estudo de que a velocidade de rotação de Betelgeuse é mais lenta do que a estimada anteriormente contradiz as descobertas de “três observações independentes em três momentos diferentes usando três técnicas diferentes”, de acordo com a astrofísica Andrea Dupree, que monitora Betelgeuse no Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. Dupree, que não está envolvido na nova pesquisa, faz referência aos dados do Telescópio Espacial Hubble analisados em um estudo de 1996, bem como aos estudos corroborantes de 2006 e 2018, que apoiam coletivamente uma taxa de rotação rápida da estrela. A simulação de Ma e sua equipe propõe a presença constante de inúmeras grandes bolhas convectivas em Betelgeuse, resultando em uma superfície perpetuamente turbulenta, mas a validação dessa hipótese por meio de observações reais permanece pendente. Embora reconheça os esforços dos pesquisadores, Dupree expressa o desejo de testemunhar evidências concretas de suas afirmações em dados observacionais.
O estudo recente, descrito como um “experimento mental, o que é bom”, de Pierre Kervella, astrônomo do Observatório de Paris, que liderou a investigação de 2018 das observações do ALMA, parece ter algumas limitações, de acordo com Kervella. Ele acredita que nem todos os argumentos foram totalmente considerados no estudo. É crucial observar que, com base nas estimativas mais confiáveis disponíveis, Betelgeuse tem aproximadamente 10 a 20 vezes mais massa que nosso sol. No entanto, o estudo conduzido por Ma e seus colegas simulou uma estrela que é apenas cinco vezes mais pesada que o nosso sol devido a razões técnicas válidas. Kervella expressa suas reservas sobre essa decisão, classificando-a como questionável. O apêndice do novo artigo contém resultados de simulações adicionais usando uma massa significativamente maior para a estrela. No entanto, é o campo gravitacional mais fraco da estrela simulada de menor massa que gera as enormes bolhas convectivas capazes de imitar a rotação rápida, de acordo com as descobertas do estudo. Embora Kervella aprecie a transparência da equipe ao apresentar os dois modelos, ele critica a dependência de um modelo que não se alinha bem com Betelgeuse, considerando-o uma abordagem desfavorável.
De acordo com Wheeler, replicar a superfície turbulenta de Betelgeuse em três dimensões representa um desafio significativo para nossos modelos de computador, que se baseiam no comportamento previsível de nosso sol simétrico. Apesar dos avanços inegáveis nas capacidades computacionais na última década, os astrônomos enfrentam desafios cada vez mais complexos, conforme explicado por Wheeler. Ele enfatiza que a natureza opera de forma independente e é nossa responsabilidade acompanhar suas complexidades. No entanto, até conseguirmos isso, até mesmo astrônomos experientes como Dupree e Kervella, que dedicaram anos ao estudo de Betelgeuse, lutam para prever o comportamento exato dessa estrela tumultuada ou antecipar suas ações futuras.
Refletindo sobre essa incerteza, Kervella compartilha sua contemplação ao afirmar: “Quem sabe? É uma estrela torturada.” A natureza enigmática de Betelgeuse continua a confundir e fascinar os astrônomos, destacando os aspectos intrincados e imprevisíveis dos fenômenos celestes.
Fonte:
https://www.scientificamerican.com/article/giant-bubbles-may-explain-betelgeuses-surprising-spin/
