A famosa estrela Betelgeuse tem uma hóspede misteriosa - e esta está a fazer "tremer as vigas, a chocalhar os canos e a bater com força nos armários" (metaforicamente falando, claro). Está a causar perturbações atmosféricas tão subtis que mais parece estar a produzir ruídos fantasmagóricos. De quem é a culpa? Novos dados sugerem que a sua estrela companheira, recentemente descoberta, Siwarha, é a responsável por esta "assombração".

Betelgeuse, a supergigante vermelha brilhante que marca o ombro da constelação de Oríon, há muito que cativa tanto astrónomos como observadores do céu - nunca tanto como no final de 2019 e início de 2020, quando escureceu drasticamente até atingir o seu nível mais fraco em mais de um século de registos. Agora, um novo estudo que utilizou o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) da NSF (National Science Foundation) dos EUA e o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) mostra que a atmosfera extensa da estrela se recuperou em grande parte desse episódio - e os mesmos dados revelam novas evidências convincentes de que a atmosfera de Betelgeuse está a ser ativamente perturbada pela referida companheira estelar.

Os resultados, liderados pela Dra. Lynn D. Matthews, investigadora principal e Diretora Adjunta do Observatório Haystack do MIT (Massachusetts Institute of Technology), em conjunto com colegas do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, da Universidade de Manchester e do ESO, baseiam-se em observações realizadas em sete frequências de rádio - de 22 GHz a 485 GHz - recolhidas entre 2021 e 2026. Uma vez que as ondas de rádio de diferentes frequências exploram diferentes profundidades na atmosfera de uma estrela, os dados combinados do VLA e do ALMA permitiram à equipa construir uma imagem camada a camada da atmosfera de Betelgeuse, desde logo acima da sua superfície visível até várias vezes o raio da estrela.

"Foi a combinação dos dados incríveis do VLA e do ALMA que nos proporcionou um resultado convincente", afirmou Matthews. "O facto de podermos utilizar estas instalações para realmente resolver os discos de estrelas próximas é espantoso".

Uma estrela a recuperar

Em 2019, meses antes do "Grande Escurecimento" (quando Betelgeuse ejetou mil milhões de toneladas de material solar, bloqueando parcialmente a nossa visão), um estudo liderado por Matthews tinha revelado que a atmosfera de Betelgeuse, nos comprimentos de onda de rádio, estava invulgarmente fria - um sinal, propuseram os investigadores, de que uma onda de choque desencadeada pela convecção nas profundezas da estrela tinha perturbado o gás nas suas camadas exteriores, preparando o terreno para a enorme explosão formadora de poeira que se seguiu. As novas observações mostram que a temperatura de brilho da atmosfera da estrela, nesses mesmos comprimentos de onda, voltou desde então a subir para níveis mais habituais. O gás da estrela atinge agora cerca de 3500 Kelvin (comparável à própria temperatura da superfície de Betelgeuse) num raio de aproximadamente 2,7 vezes o tamanho da própria estrela.

A equipa atual também confirmou um "mínimo de temperatura" há muito suspeitado na atmosfera de Betelgeuse - uma camada fria situada entre a superfície visível da estrela e a cromosfera acima. As suas medições ALMA na frequência mais elevada, que chegaram mais perto da superfície da estrela do que nunca, revelaram que as temperaturas do gás desciam para cerca de 2200 Kelvin, mais de 1000 Kelvin mais frias do que a própria fotosfera. Essa camada fria coincide com a chamada "MOLesfera", uma camada de gás molecular há muito inferida a partir de observações no infravermelho, mas raramente explorada de forma tão direta em comprimentos de onda de rádio.

Indícios de uma companheira oculta

Talvez o resultado mais marcante diga respeito à estrela companheira de Betelgeuse recentemente identificada, Siwarha, cuja existência foi proposta em 2024 para explicar o misterioso ciclo de brilho de 2100 dias da estrela e que, desde então, tem sido corroborada por imagens diretas e estudos espetroscópicos. Uma vez que Betelgeuse significa "a mão de al-Jawza" em árabe, a estrela companheira foi batizada de Siwarha, que significa "a sua pulseira".

Pensa-se que Siwarha orbite nas profundezas da atmosfera estendida de Betelgeuse, a uma distância de apenas cerca do dobro do raio da estrela gigante. Como explicou Matthews: "Esta companheira orbita tão perto da estrela que, na verdade, atravessa a sua atmosfera estendida". Tal como uma lancha a "rasgar" um lago, é provável que esteja a deixar um rasto no seu caminho à medida que a estrela mais pequena atravessa a atmosfera. E, tal como mostram as novas observações de Betelgeuse, a presença de Siwarha está a produzir efeitos observáveis.

Embora a própria Siwarha seja provavelmente demasiado fraca para ser detetada diretamente em comprimentos de onda de rádio - a equipa calculou que seria dezenas a centenas de vezes demasiado fraca para ser visível nas suas observações -, a sua presença gravitacional e física parece deixar uma marca na sua vizinha gigante. Ao medir a forma subtil semelhante a um ovo ("elipticidade") da atmosfera emissora de rádio de Betelgeuse ao longo de vários períodos, os investigadores descobriram que a estrela se torna visivelmente mais alongada perto dos momentos em que se espera que a companheira esteja na sua maior separação aparente de Betelgeuse, e mais redonda quando se espera que a companheira esteja a passar à frente ou atrás da estrela.

É um pouco como observar ondulações num lago e conseguir deduzir que algo se está a mover logo abaixo da superfície. Os investigadores não conseguem ver a companheira diretamente nos comprimentos de onda de rádio, mas conseguem ver a sua influência na forma da atmosfera de Betelgeuse à medida que esta se move na sua órbita.

Perspetivas futuras

A equipa salienta que serão necessárias observações adicionais que abranjam uma gama mais completa da órbita da companheira - particularmente em frequências ainda não bem amostradas - para confirmar e aperfeiçoar estas descobertas. Espera-se que futuros observatórios, como o ngVLA (Next Generation Very Large Array), atualmente em desenvolvimento, tornem esses estudos muito mais rotineiros, oferecendo uma visão ainda mais nítida de como as estrelas supergigantes vermelhas, como Betelgeuse, libertam material e evoluem nas fases finais das suas vidas - e de como a atração de uma companheira próxima pode moldar esse processo.

// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astronomical Journal)

Quer saber mais?

Betelgeuse:
Simbad
Wikipedia

Siwarha:
Wikipedia

Supergigante vermelha:
Wikipedia

VLA (Karl G. Jansky Very Large Array):
Página principal
NRAO
Wikipedia

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
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ALMA (NRAO)
ALMA (ESO)

ngVLA (Next Generation Very Large Array):
NRAO
Wikipedia