Escurecimento Betelgeuse não é frio, apenas empoeirado, um novo estudo mostra que

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dia 6 de Março, 2020

no final do ano passado, surgiram notícias de que a estrela Betelgeuse estava a desaparecer significativamente, acabando por cair para cerca de 40% do seu brilho habitual. A atividade alimentou a especulação popular de que a supergigante vermelha logo explodiria como uma supernova massiva.

mas os astrônomos têm teorias mais benignas para explicar o comportamento de escurecimento da estrela. E os cientistas da Universidade de Washington e do Observatório Lowell acreditam que eles têm apoio para um deles: Betelgeuse não está escurecendo porque está prestes a explodir — está apenas empoeirado.

In a paper accepted to Astrophysical Journal Letters and published on the preprint site arXiv, Emily Levesque, a UW associate professor of astronomy, and Philip Massey, an astronomer with Lowell Observatory, report that observations of Betelgeuse taken Feb. 14 no Flagstaff, Arizona, o Observatório permitiu-lhes calcular a temperatura média da superfície da estrela. Eles descobriram que Betelgeuse é significativamente mais quente do que o esperado se o escurecimento recente foi causado por um resfriamento da superfície da estrela.

os novos cálculos dão suporte à teoria de que Betelgeuse — como muitas estrelas supergigantes vermelhas são propensas a fazer — provavelmente retirou algum material de suas camadas externas.

uma imagem de luz visível de VY Canis Majoris, uma estrela supergigante vermelha que é amplamente obscurecida pela poeira, tomada em 2005.NASA / ESA / R. Humphreys/University of Minnesota

“nós vemos isso o tempo todo em supergigantes vermelhas, e é uma parte normal de seu ciclo de vida”, disse Levesque. Supergigantes vermelhas ocasionalmente derramam material de suas superfícies, que se condensam em torno da estrela como poeira. À medida que arrefece e se dissipa, os grãos de poeira irão absorver parte da luz que se dirige para nós e bloquear a nossa visão.”

ainda é verdade: os astrônomos esperam que Betelgeuse expluda como uma supernova nos próximos 100 mil anos, quando seu núcleo colapsa. Mas o escurecimento da estrela, que começou em outubro, não era necessariamente um sinal de uma supernova iminente, de acordo com Massey.uma teoria era que a poeira recém formada estava absorvendo alguma da luz de Betelgeuse. Outro postulou que enormes células de convecção dentro de Betelgeuse tinham desenhado material quente para a sua superfície, onde tinha arrefecido antes de cair de volta para o interior.

“uma maneira simples de dizer entre essas possibilidades é determinar a temperatura superficial efetiva de Betelgeuse”, disse Massey.medir a temperatura de uma estrela não é uma tarefa simples. Os cientistas não podem apontar um termómetro a uma estrela e obter uma leitura. Mas olhando para o espectro da luz que emana de uma estrela, os astrónomos podem calcular a sua temperatura.”Emily e eu estávamos em contato com Betelgeuse, e ambos concordamos que a coisa óbvia a fazer era obter um espectro”, disse Massey. “Eu já tinha o tempo de observação programado no telescópio Lowell Discovery 4,3 metros, e eu sabia que se eu brincasse um pouco eu seria capaz de obter um bom espectro, apesar de Betelgeuse ainda ser uma das estrelas mais brilhantes no céu.”

A luz das estrelas mais brilhantes é muitas vezes demasiado forte para obter um espectro, mas Massey empregado um filtro que efetivamente “umedecido” o sinal para que eles pudessem meu o espectro de uma assinatura específica: a absorção da luz por moléculas de óxido de titânio.o óxido de titânio pode formar-se e acumular-se nas camadas superiores de estrelas grandes e relativamente frias como Betelgeuse, de acordo com Levesque. Ele absorve certos comprimentos de onda de luz, deixando telltale “scoops” no espectro de supergigantes vermelhas que o cientista pode usar para determinar a temperatura da superfície da estrela.pelos seus cálculos, a temperatura média da superfície de Betelgeuse em Fevereiro. 14 era cerca de 3,325 graus Celsius, ou 6,017 F. Isso é apenas 50-100 graus Celsius mais frio do que a temperatura que uma equipe — incluindo Massey e Levesque — tinha calculado como a temperatura de superfície de Betelgeuse em 2004, anos antes de seu dimming dramático começou.estes achados lançam dúvidas de que Betelgeuse está escurecendo porque uma das grandes células de convecção da estrela tinha trazido gás quente do interior para a superfície, onde havia arrefecido. Muitas estrelas têm estas células de convecção, incluindo o nosso próprio sol. Eles se assemelham à superfície de um pote de água fervente, disse Levesque. Mas enquanto as células de convecção em nosso sol, são numerosos e relativamente pequeno, aproximadamente do tamanho do Texas ou do México — vermelho supergiants como Betelgeuse, que são maiores, mais frio e tem mais fraca gravidade, esporte apenas três ou quatro enormes células de convecção que se estendem por grande parte de suas superfícies.

Uma simulação do gigante células de convecção em um hipotético red supergiant estrelas.Bernd Freytag / Uppsala University

Se uma destas células maciças tivesse subido para a superfície de Betelgeuse, Levesque e Massey teriam registado uma diminuição substancialmente maior da temperatura do que o que vêem entre 2004 e 2020.

uma imagem de Betelgeuse capturada em 2017 pelo conjunto de milímetro / submilímetro de Atacama, mostrando células de convecção prováveis na superfície.ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/E. O’Gorman / P. Kervella

“uma comparação com o nosso espectro de 2004 mostrou imediatamente que a temperatura não tinha mudado significativamente”, disse Massey. “Sabíamos que a resposta tinha de ser pó.”

astrônomos observaram nuvens de poeira em torno de outras supergigantes vermelhas, e observações adicionais podem revelar confusão semelhante em torno de Betelgeuse.

nas últimas semanas, Betelgeuse realmente começou a iluminar novamente, embora ligeiramente. Mesmo que o escurecimento recente não fosse uma indicação de que a estrela iria explodir em breve, para Levesque e Massey, isso não é razão para parar de olhar.”supergigantes vermelhas são Estrelas muito dinâmicas”, disse Levesque. “Quanto mais pudermos aprender sobre seu comportamento normal — flutuações de temperatura, poeira, células de convecção — melhor podemos entendê-las e reconhecer quando algo verdadeiramente único, como uma supernova, pode acontecer.”

a pesquisa foi financiada por subsídios para o Observatório Lowell, a corporação de pesquisa para o avanço científico e a Fundação Nacional de Ciência.para mais informações, contactar Levesque no [email protected] e Massey a [email protected].

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