A décima estrela mais brilhante do céu noturno, Betelgeuse, pode afinal não estar à beira de explodir como uma supernova, de acordo com um novo estudo sobre o seu aumento e diminuição de brilho. Ao invés, uma investigação recente mostra que a pulsação observada da luz estelar é provavelmente causada por uma estrela companheira que orbita Betelgeuse.

Formalmente designada por Alpha Ori B, "Betelbuddy" (como lhe chama o astrofísico Jared Goldberg) atua como um "limpa-neves" quando orbita Betelgeuse, empurrando para fora do caminho poeiras que bloqueiam a luz e fazendo com que Betelgeuse pareça temporariamente mais brilhante. Goldberg e os seus colegas apresentam as suas simulações deste processo num artigo científico aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

"Excluímos todas as fontes intrínsecas de variabilidade que pudemos imaginar para explicar porque é que o aumento e a diminuição de brilho estavam a acontecer desta forma", diz Goldberg, o autor principal do estudo e investigador do Centro de Astrofísica Computacional do Instituto Flatiron, pertencente à Fundação Simons, com sede em Nova Iorque, EUA. "A única hipótese que parecia encaixar é que Betelgeuse tem uma companheira".

Goldberg é coautor deste estudo juntamente com Meridith Joyce da Universidade de Wyoming e László Molnár do Observatório Konkoly no Centro de Investigação HUN-REN para Astronomia e Ciências da Terra na Hungria.

Descobrindo "Betelbuddy"

Betelgeuse é uma estrela gigante vermelha com cerca de 100.000 vezes o brilho do nosso Sol e mais de 400 milhões de vezes o seu volume. A estrela está a aproximar-se do final da sua vida e, quando morrer, a explosão resultante será suficientemente brilhante para ser vista durante o dia e durante semanas.

A posição da estrela Betelgeuse na constelação de Orionte. Crédito: Lucy Reading-Ikkanda/Fundação Simons

Os astrónomos podem prever quando Betelgeuse vai morrer, "verificando o seu pulso". É uma estrela variável, o que significa que fica mais brilhante e mais fraca, pulsando como um batimento cardíaco. No caso de Betelgeuse, há dois batimentos cardíacos: um que pulsa numa escala de tempo um pouco superior a um ano e outro que pulsa numa escala de tempo de cerca de seis anos.

Um destes batimentos cardíacos é o modo fundamental de Betelgeuse, um padrão de aumento e diminuição de brilho que é intrínseco à própria estrela. Se o modo fundamental da estrela for o seu batimento cardíaco de longa escala, então Betelgeuse pode estar pronta para explodir mais cedo do que o esperado. No entanto, se o seu modo fundamental for o seu batimento cardíaco de curta escala, como sugerem vários estudos, então o seu batimento cardíaco mais longo é um fenómeno chamado período secundário longo. Nesse caso, este mais longo aumento e diminuição de brilho seria provocado por algo externo à estrela.

Os cientistas ainda não sabem ao certo o que causa os longos períodos secundários, mas uma das principais teorias é que surgem quando uma estrela tem uma companheira que a rodeia e atravessa a poeira cósmica que é produzida e expelida pela estrela. A poeira deslocada altera a quantidade de luz estelar que chega à Terra, mudando o brilho aparente da estrela.

Os investigadores exploraram a possibilidade de outros processos causarem o longo período secundário, tais como a agitação no interior da estrela ou alterações periódicas no seu poderoso campo magnético. Depois de combinarem dados de observações diretas de Betelgeuse com modelos computacionais avançados que simulam a atividade da estrela, a equipa concluiu que Betelbuddy é de longe a explicação mais provável.

"Nada mais encaixava", diz Goldberg. "Basicamente, se não há nenhuma Betelbuddy, isso significa que há algo muito mais estranho a acontecer - algo impossível de explicar com a física atual".

Infográfico que descreve como Betelbuddy afeta o brilho aparente de Betelgeuse. Crédito: Lucy Reading-Ikkanda/Fundação Simons

A equipa ainda não conseguiu determinar exatamente a natureza de Betelbuddy, mas presume que seja uma estrela com o dobro da massa do Sol.

"É difícil dizer o que a companheira realmente é, para além de fornecer a massa e as restrições orbitais", diz Joyce. "Uma estrela semelhante ao Sol é o tipo de companheira mais provável, mas isso não é de modo algum conclusivo".

"Uma hipótese mais exótica que me agrada pessoalmente, embora as opiniões dos meus coautores possam ser diferentes, é que a companheira seja uma estrela de neutrões - o núcleo de uma estrela que já se tornou supernova", diz ela. "No entanto, nesse caso, seria de esperar ver evidências disso através de observações em raios X, o que não aconteceu. Penso que deveríamos voltar a procurar".

Uma nova visão de uma velha estrela

A seguir, a equipa vai brincar aos paparazzi, tentando captar imagens de Betelbuddy com telescópios, uma vez que haverá uma potencial janela de visibilidade por volta de 6 de dezembro.

"Precisamos de confirmar que Betelbuddy existe realmente, uma vez que o nosso resultado se baseia na inferência e não na deteção direta", diz Molnár. "Por isso, estamos agora a trabalhar em propostas de observação".

Os investigadores referem que este estudo só foi possível graças à ciência de equipa.

"Sem cada um de nós a considerar este problema de ângulos muito diferentes - László como especialista em observações espaciais e análise de dados, Jared como alguém que estuda e simula estrelas massivas, e eu própria como modelador 1D - o trabalho não teria sido possível", diz Joyce. "Quero agradecer ao Centro Flatiron de Astrofísica Computacional, em particular, por ter criado um ambiente em que é possível reunir uma gama tão diversificada de cientistas".

A equipa também está entusiasmada por ter novas informações sobre um corpo celeste há muito estudado.

Betelgeuse "tem sido alvo de inúmeros estudos desde o início da astrofísica moderna", diz Molnár. "E, no entanto, ainda há espaço para fazer novas descobertas significativas: neste caso, uma estrela semelhante ao Sol escondida à vista de todos, no imenso brilho de uma supergigante vermelha. É isso que mais me entusiasma".

// Fundação Simons (comunicado de imprensa)
// Universidade de Wyoming (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

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Betelgeuse:
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