Nota de Imprensa

Imagens mais nítidas de sempre de Betelgeuse revelam como é que estrelas supergigantes perdem massa

Desvendando a verdadeira face de um gigante

29 de Julho de 2009

Utilizando diferentes técnicas de ponta no Very Large Telescope do ESO, duas equipas independentes de astrónomos obtiveram as imagens mais nítidas de sempre da estrela supergigante Betelgeuse. As imagens mostram que a estrela tem uma vasta pluma de gás quase tão grande como o nosso Sistema Solar e uma bolha gigante na sua superfície. Estas descobertas fornecem-nos pistas importantes no sentido de compreender como é que estas estrelas tão grandes perdem material a tão elevada taxa.

Betelgeuse – a segunda estrela mais brilhante na constelação de Orion – é uma supergigante vermelha, uma das maiores estrelas conhecidas, quase 1000 vezes maior que o nosso Sol [1]. É também uma das estrelas mais luminosas que se conhece, emitindo mais radiação que 100 000 Sóis. Propriedades tão extremas prevêem a chegada ao fim da curta vida desta rainha estelar. Com uma idade de apenas alguns milhões de anos, Betelgeuse encontra-se já no final da sua vida e brevemente explodirá como uma supernova. Quando tal acontecer a supernova será facilmente visível a partir da Terra, mesmo durante o dia.

As estrelas supergigantes vermelhas ainda encerram muitos mistérios. Um deles é precisamente como é que tais objectos libertam enormes quantidades de matéria -- da ordem da massa do Sol -- em apenas 10 000 anos. Duas equipas de astrónomos utilizaram o Very Large Telescope do ESO (VLT) e as mais avançadas tecnologias para observarem de mais perto esta estrela gigantesca. O seu trabalho combinado sugere que a resposta a esta questão tão antiga sobre a perda de massa está agora ao nosso alcance.

A primeira equipa utilizou o instrumento de óptica adaptativa, NACO, combinado com uma técnica chamada “lucky imaging” para obter a mais nítida imagem de sempre de Betelgeuse, mesmo através da turbulência da atmosfera terrestre que tende a distorcer a imagem. Com a “lucky imaging”, apenas as imagens mais nítidas são utilizadas e seguidamente combinadas de maneira a formarem uma imagem muito mais nítida que uma única imagem com grande tempo de exposição.

As imagens resultantes do NACO atingem praticamente a limite teórico de precisão conseguido com um telescópio de 8 metros. A resolução é de cerca de 37 mili-segundos de arco, o que corresponde, mais ou menos, a distinguir a partir da Terra uma bola de ténis a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS).

“Graças a estas imagens extraordinárias, detectámos uma grande pluma de gás que se estende pelo espaço a partir da superfície de Betelgeuse,” diz Pierre Kervella do Observatório de Paris, que lidera a equipa. A pluma estende-se pelo menos até seis vezes o diâmetro da estrela, o que corresponde à distância entre o Sol e Neptuno.

“É uma clara evidência de que toda a parte exterior da estrela não está a libertar matéria uniformemente em todas as direcções,” acrescenta Kervella. Dois mecanismos poderão explicar esta assimetria. Um considera que a perda de massa ocorre acima das calotes polares da estrela gigante, possivelmente devido à sua rotação. A outra possibilidade é que a pluma se forme acima dos movimentos de larga escala do gás no interior da estrela, fenómeno conhecido por convexão -- semelhante à circulação da água quente numa panela.

Para chegar a uma solução, os astrónomos estudaram este objecto ainda com mais detalhe. Para isso, Keiichi Ohnaka do Instítuto Max Planck para a Rádio Astronomia e colegas, utilizaram a técnica de interferometria. Com o instrumento AMBER no interferómetro do Very Large Telescope do ESO, que combina a luz de três telescópios auxiliares de 1.8 metros, do VLT, os astrónomos obtiveram imagens tão nítidas como as de um telescópio virtual gigante de 48 metros. Com tão boa resolução, os astrónomos detectaram indirectamente detalhes quatro vezes mais precisos que os das fantásticas imagens do NACO (ou seja, do tamanho de um berlinde na ISS, visto a partir do solo).

“As nossas observações com o AMBER são as mais nítidas de qualquer tipo feitas alguma vez de Betelgeuse. Além disso, detectámos de que maneira o gás se movimenta em diferentes regiões na superfície de Betelgeuse – é a primeira vez que se detectam movimentos deste tipo numa estrela diferente do Sol”, diz Ohnaka.

As observações do AMBER revelaram que o gás na atmosfera de Betelgeuse se movimenta rapidamente para cima e para baixo, e que estas bolhas são tão grandes como a própria estrela supergigante. Estas observações sem precedentes levaram os astrónomos a propor que estes movimentos gasosos de larga escala sob a superfície vermelha de Betelgeuse serão os responsáveis pela ejecção da pluma de grande massa para o espaço.

Notas

[1] Se Betelgeuse estivesse no centro do nosso Sistema Solar, estender-se-ia até quase à órbita de Júpiter, engolfando Mercúrio, Vénus, Terra, Marte e a cintura de asteróides principal.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado em dois artigos científicos que aparecerão na revista da especialidade Astronomy and Astrophysics: The close circumstellar environment of Betelgeuse: Adaptive optics spectro-imaging in the near-IR with VLT/NACO, por Pierre Kervella et al., e Spatially resolving the inhomogeneous structure of the dynamical atmosphere of Betelgeuse with VLTI/AMBER, por Keiichi Ohnaka et al.

As equipas são compostas por P. Kervella, G. Perrin, S. Lacour, e X. Haubois (LESIA, Observatoire de Paris, França), T. Verhoelst (K. U. Leuven, Bélgica), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, USA), e J. Cami (University of Western Ontario, Canadá), e por K. Ohnaka, K.-H. Hofmann, T. Driebe, F. Millour, D. Schertl, e G. Weigelt (Max-Planck-Institute for Radio Astronomy, Bona, Alemanha), M. Benisty (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florença, Itália), A. Chelli (LAOG, Grenoble, França), R. Petrov e F. Vakili (Lab. H. Fizeau, OCA, Nice, França), e Ph. Stee (Lab. H. Fizeau, OCA, Grasse, França).

O ESO, o Observatório do Sul Europeu, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigos científicos: Kervella, P. et al. and Ohnaka, K. et al.
• Mais informação: página internet do VLT
• Mais informação: página internet de óptica adaptativa
• Mais informação: página internet de interferometria

Contactos

Pierre Kervella
Observatoire de Paris-Meudon
Paris, France
Tel: +33 1 45 07 79 66
Email: Pierre.Kervella@obspm.fr

Keiichi Ohnaka
Max-Planck Institute for Radio Astronomy
Bonn, Germany
Tel: +33 1 45 07 79 66
Email: kohnaka@mpifr-bonn.mpg.de

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso0927, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.