Pela primeira vez, os astrônomos capturaram imagens de uma estrela diferente do Sol com detalhes suficientes para rastrear o movimento do gás borbulhante em sua superfície. As imagens da estrela, R Doradus, foram obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um telescópio copropriedade do Observatório Europeu do Sul (ESO), em julho e agosto de 2023. Eles mostram bolhas gigantes e quentes de gás, 75 vezes o tamanho do Sol, aparecendo na superfície e afundando de volta no interior da estrela mais rápido do que o esperado.
“Esta é a primeira vez que a superfície borbulhante de uma estrela real pode ser mostrada desta forma,” diz Wouter Vlemmings, professor na Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, e autor principal do estudo publicado hoje na revista Nature. “Nunca esperávamos que os dados fossem de tão alta qualidade que pudéssemos ver tantos detalhes da convecção na superfície estelar.”
As estrelas produzem energia em seus núcleos por meio da fusão nuclear. Esta energia pode ser transportada em direção à superfície da estrela em enormes bolhas quentes de gás, que depois arrefecem e afundam – como uma lâmpada de lava. Esse movimento de mistura, conhecido como convecção, distribui os elementos pesados formados no núcleo, como carbono e nitrogênio, por toda a estrela. Acredita-se também que seja responsável pelos ventos estelares que transportam esses elementos para o cosmos para construir novas estrelas e planetas.
Os movimentos de convecção nunca haviam sido rastreados em detalhes em outras estrelas além do Sol, até agora. Usando o ALMA, a equipe conseguiu obter imagens de alta resolução da superfície de R Doradus ao longo de um mês. R Doradus é uma estrela gigante vermelha, com um diâmetro de aproximadamente 350 vezes o do Sol, localizada a cerca de 180 anos-luz de distância da Terra na constelação de Dorado. Seu grande tamanho e proximidade com a Terra o tornam um alvo ideal para observações detalhadas. Além disso, sua massa é semelhante à do Sol, o que significa que R Doradus é provavelmente bastante semelhante à aparência do nosso Sol em cinco bilhões de anos, quando se tornar uma gigante vermelha.
“A convecção cria a bela estrutura granular vista na superfície do nosso Sol, mas é difícil de ver em outras estrelas”, acrescenta Theo Khouri, pesquisador da Chalmers e co-autor do estudo. “Com o ALMA, conseguimos não só ver diretamente os grânulos convectivos – com um tamanho 75 vezes maior que o do nosso Sol! – mas também meça a rapidez com que eles se movem pela primeira vez.
Os grânulos de R Doradus parecem se mover em um ciclo de um mês, o que é mais rápido do que os cientistas esperavam com base em como a convecção funciona no Sol. “Ainda não sabemos qual é o motivo da diferença. Parece que a convecção muda à medida que uma estrela envelhece de maneiras que ainda não entendemos”, diz Vlemmings. Observações como as que agora são feitas de R Doradus estão nos ajudando a entender como estrelas como o Sol se comportam, mesmo quando crescem tão frias, grandes e borbulhantes quanto R Doradus.
“É espetacular que agora possamos obter imagens diretas dos detalhes na superfície de estrelas tão distantes e observar a física que até agora só era observável em nosso Sol”, conclui Behzad Bojnodi Arbab, estudante de doutorado em Chalmers que também esteve envolvido no estudo.
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