Estrelas supergigantes vermelhas borbulham e espumam tanto que parecem dançar no universo

Estrelas supergigantes vermelhas borbulham e espumam tanto que parecem dançar no universo

4 de julho de 2022 0 Por Jonas Estefanski
Compartilhar:

Estima-se que a Via Láctea tem quase 400 bilhões de estrelas. Levando-se em conta que há outras centenas de bilhões de galáxias no universo, podemos considerar a existência de mais de 10 sextilhões de estrelas no céu.

Recentemente, o Olhar Digital noticiou que a Agência Espacial Europeia (ESA), por meio da missão Gaia, produziu o mais detalhado mapa 3D da Via Láctea. Para obter tanto esse quanto outros gráficos de localização já elaborados, os astrônomos enfrentaram o mesmo problema: as supergigantes vermelhas.

Impressão artística da supergigante vermelha Betelgeuse como foi revelada com o Very Large Telescope do ESO. Podemos notar uma superfície fervente e o material que é ejetado pela estrela à medida que envelhece. Crédito: ESO/L.Calçada

Isso porque esse tipo de estrela tem um comportamento que dificulta sua delimitação exata: elas borbulham e espumam tanto que parecem dançar ao redor de sua posição no espaço. Segundo o site Phys, essa oscilação é uma característica dessas estrelas antigas, não uma anomalia.

Não é à toa que elas recebem a nomenclatura de “supergigantes”. Essas estrelas são imensas: têm de 700 a mil vezes o diâmetro solar e pelo menos oito vezes a massa do Sol – no entanto, são mais frias do que o astro.

As supergigantes são muito mais brilhantes em luz infravermelha, mas mais escuras em luz visível, do que outras estrelas. Elas também variam em seu brilho, o que (para algumas delas) pode estar relacionado a esse movimento de dança. 

Medições de uma supergigante vermelha feitas pelo satélite Gaia, da ESA, junto com modelos matemáticos, serviram de base para o estudo. Crédito: A. Chiavassa, R. Kudritzki et. al

Segundo os pesquisadores, essas estrelas se expandem tanto que acabam atingindo uma gravidade superficial muito baixa. Por causa disso, suas células convectivas (as estruturas que transportam calor de dentro para a superfície) ficam muito grandes, chegando a ocupar quase 30% do raio da estrela e “interromper” seu brilho.

A convecção não só move o calor de dentro para fora, como também ajuda a estrela a ejetar material para o espaço próximo. E isso não acontece como pequenos espirros de gás e plasma. 

Uma supergigante vermelha pode enviar um bilhão de vezes mais massa ao espaço do que o Sol. Toda essa ação faz com que a estrela pareça espumosa, com sua superfície borbulhosamente fervendo. Os movimentos causados por esse processo formam a “dança” do corpo celeste em torno de sua “casa” no espaço.

O balé provocado pela ebulição das células de convecção, juntamente com o acúmulo de de material ejetado ao redor da estrela, aumentam sua variabilidade, afetando seu brilho ao longo do tempo.

Uma maneira que os astrônomos usam para determinar a posição exata de uma estrela é usando seu “centro fotográfico”. Esse é o centro da luz da estrela. Se a estrela varia em brilho (por qualquer razão), esse ponto se desloca. 

Por que compreender a “dança” das supergigantes vermelhas

Andrea Chiavassa, cientista do Laboratório Lagrange, do Exzellenzcluster ORIGINS e do Instituto Max Planck de Astrofísica, e o astrônomo Rolf Kudritzki, pesquisador do Observatório da Universidade de Munique e do Instituto do Havaí, lideraram uma equipe científica que criou simulações das superfícies ferventes e da variabilidade do brilho das supergigantes vermelhas.

“Os mapas sintéticos mostram superfícies extremamente irregulares, onde as maiores estruturas evoluem em escalas de tempo de meses ou até anos, enquanto estruturas menores evoluem ao longo de várias semanas”, disse Chiavassa. “Isso significa que a posição da estrela deve mudar em função do tempo”.

Em seu estudo, publicado na revista Astronomy & Astrophysics, a equipe comparou seu modelo com estrelas em Chi Persei, um aglomerado localizado na constelação de Perseus, que, por ter sido medido pelo satélite Gaia, tem as posições da maioria de suas estrelas muito precisas – à exceção das supergigantes vermelhas.

“Descobrimos que as incertezas de posição das supergigantes vermelhas são muito maiores do que em outras estrelas. Isso confirma que suas estruturas superficiais mudam drasticamente com o tempo previsto por nossos cálculos”, explicou Kudritzki.

Saber o que está fazendo as estrelas dançarem oferece um caminho para uma solução no cálculo de suas distâncias. Modelos futuros ajudarão os astrônomos a refinar essas distâncias e fornecer mais informações sobre o que acontece com essas estrelas à medida que envelhecem.