Usando novas observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA e de observatórios terrestres, astrónomos rastrearam a influência de uma estrela companheira recentemente descoberta, Siwarha, no gás em torno de Betelgeuse. A investigação, levada a cabo por cientistas do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, revela um rasto de gás denso que gira através da vasta e extensa atmosfera de Betelgeuse, esclarecendo por que razão o brilho e a atmosfera da estrela gigante mudaram de forma estranha e invulgar.

Os resultados do novo estudo foram apresentados na passada segunda-feira numa conferência de imprensa na 247.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Phoenix e foram aceites para publicação na revista The Astrophysical Journal.

A equipa detetou o rasto de Siwarha seguindo cuidadosamente as alterações na luz da estrela ao longo de quase oito anos. Estas alterações mostram os efeitos da companheira, anteriormente não confirmada, à medida que atravessa a atmosfera exterior de Betelgeuse. Esta descoberta resolve um dos maiores mistérios sobre a estrela gigante, ajudando os cientistas a explicar como se comporta e evolui, enquanto abre novas portas para a compreensão de outras estrelas massivas que estão a chegar ao fim das suas vidas.

Localizada a cerca de 650 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Oríon, Betelgeuse é uma estrela supergigante vermelha tão grande que mais de 400 milhões de sóis poderiam caber no seu interior (para clarificar, estamos a falar em termos de volume, não de massa). Devido ao seu enorme tamanho e proximidade, Betelgeuse é uma das poucas estrelas cuja superfície e atmosfera circundante podem ser diretamente observadas pelos astrónomos, o que a torna um importante e acessível laboratório para estudar a forma como as estrelas gigantes envelhecem, perdem massa e eventualmente explodem como supernovas.

Os cientistas utilizaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA para procurar evidências da existência de um rasto gerado por uma estrela companheira em órbita de Betelgeuse. A equipa encontrou uma diferença notável na luz mostrada no pico da esquerda quando a estrela companheira estava em diferentes pontos da sua órbita. Crédito: NASA, ESA, Elizabeth Wheatley (STScI); ciência - Andrea Dupree (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian)

Utilizando o Hubble da NASA e os telescópios terrestres do Observatório Fred Lawrence Whipple e do Observatório Roque de Los Muchachos, a equipa conseguiu observar um padrão de alterações em Betelgeuse, que forneceu evidências claras de uma estrela companheira há muito prevista e do seu impacto na atmosfera exterior da supergigante vermelha. Essas alterações incluem mudanças no espetro da estrela, ou nas cores específicas da luz emitida por diferentes elementos, e na velocidade e direção dos gases na atmosfera exterior devido a um rasto de material mais denso, ou trilha. Este rasto aparece logo após a companheira passar em frente de Betelgeuse de seis em seis anos, ou cerca de 2100 dias, confirmando os modelos teóricos.

"É um pouco como um barco a mover-se na água. A estrela companheira cria um efeito de ondulação na atmosfera de Betelgeuse que podemos realmente ver nos dados", disse Andrea Dupree, astrónoma do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian e autora principal do estudo. "Pela primeira vez, estamos a ver sinais diretos desta trilha, ou rasto de gás, confirmando que Betelgeuse tem realmente uma companheira oculta que molda a sua aparência e comportamento".

Durante décadas, os astrónomos seguiram as mudanças no brilho e nas características da superfície de Betelgeuse, na esperança de descobrir porque é que a estrela se comporta desta maneira. A curiosidade intensificou-se depois de a estrela gigante parecer "espirrar" e tornar-se inesperadamente ténue em 2020. Dois períodos distintos de variação na estrela foram especialmente intrigantes para os cientistas: um ciclo curto de 400 dias, recentemente atribuído a pulsações dentro da própria estrela, e o longo período secundário de 2100 dias.

Até agora, os cientistas consideraram tudo, desde grandes células de convecção e nuvens de poeira até à atividade magnética e à possibilidade de uma estrela companheira oculta. Estudos recentes concluíram que o longo período secundário era mais bem explicado pela presença de uma companheira de baixa massa a orbitar nas profundezas da atmosfera de Betelgeuse, e outra equipa de cientistas relatou uma possível deteção, mas até agora, os astrónomos não tinham evidências para provar o que pensavam estar a acontecer. Agora, pela primeira vez, têm evidências concretas de que uma companheira está a perturbar a atmosfera desta estrela supergigante.

"A ideia de que Betelgeuse tem uma companheira não detetada tem vindo a ganhar popularidade nos últimos anos, mas sem evidências diretas, era uma teoria não comprovada", disse Dupree. "Com esta nova evidência direta, Betelgeuse dá-nos um lugar na primeira fila para ver como uma estrela gigante muda ao longo do tempo. Encontrar o rasto da sua companheira significa que podemos agora compreender como é que estrelas como esta evoluem, libertam material e eventualmente explodem como supernovas".

Com Betelgeuse agora a eclipsar a sua companheira, do ponto de vista da Terra, os astrónomos estão a planear novas observações para o seu próximo reaparecimento em 2027. Esta descoberta pode também ajudar a explicar mistérios semelhantes noutras estrelas gigantes e supergigantes.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)

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Betelgeuse:
Wikipedia

Supergigante vermelha:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia

Observatório Fred Lawrence Whipple:
Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian
Wikipedia

Observatório Roque de los Muchachos:
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Wikipedia