O escurecimento misterioso de uma estrela hipergigante

Veja em tamanho maior. | Conceito artístico da estrela hipergigante vermelha VY Canis Majoris, com seus arcos gigantes de plasma (uma reminiscência de proeminências em nosso próprio sol). De acordo com um novo estudo, acredita-se que esses vastos arcos contribuam para o escurecimento da estrela observado nos últimos séculos. Imagem via NASA / ESA / R. Humphreys (Universidade de Minnesota) / J. Olmsted (STScI) / Hubblesite.

VY Canis Majoris – em direção à nossa constelação de Canis Major, o Cão Maior – é uma das maiores estrelas conhecidas. É um hipergigante vermelho, tão grande que faz a famosa estrela gigante Betelgeuse parecer pequena em comparação. Se você substituísse nosso sol por VY Canis Majoris, suas camadas externas se estenderiam além da órbita do quinto planeta, Júpiter.

Está distante, a cerca de 3.900 anos-luz, então só parece uma estrela tênue para nós (com telescópios), embora na verdade seja tão brilhante quanto 300.000 sóis. Os astrônomos se perguntam sobre esta estrela, porque – como Betelgeuse no final de 2019 e início de 2020 – sabe-se que seu brilho desbotou. VY Canis Majoris, entretanto, desapareceu muito gradualmente, ao longo dos últimos dois séculos. Em 4 de março de 2021, astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble disseram que eles achavam que sabiam o porquê. Eles disseram que esta estrela envelhecida está expelindo enormes nuvens de gases, formando poeira que está gradualmente bloqueando mais e mais sua luz. Um dos pesquisadores comentou: “VY Canis Majoris está se comportando muito como Betelgeuse com esteróides.”

Os pesquisadores publicaram suas descobertas revisadas por pares em 4 de fevereiro no The Astronomical Journal.

O escurecimento é uma reminiscência de Betelgeuse, uma estrela supergigante vermelha, que repentina e dramaticamente desbotou no ano passado, mas depois recuperou totalmente seu brilho anterior. O escurecimento levou à especulação de que Betelgeuse poderia explodir em uma supernova em breve! Claro, Betelgeuse não explodiu. De acordo com a astrofísica Roberta Humphreys da Universidade de Minnesota, Minneapolis – que liderou o novo estudo – o escurecimento de VY Canis Majoris é provavelmente semelhante ao de Betelgeuse, mas em uma escala muito maior. Os períodos de desbotamento em VY Canis Majoris são muito mais longos e a estrela escurece mais dramaticamente. O escurecimento é devido à crescente quantidade de poeira sendo formada que bloqueia temporariamente a luz da estrela.

Eles pensam que existem processos semelhantes criando a poeira em torno de ambas as estrelas, mas que as saídas muito maiores estão formando quantidades mais substanciais de poeira em torno de VY Canis Majoris. Humphreys comentou:

Esta estrela é absolutamente incrível. É uma das maiores estrelas que conhecemos, uma supergigante vermelha muito evoluída. Teve várias erupções gigantes.

Essas imagens se ampliam em VY Canis Majoris, que é cercada por uma imensa nebulosa de material expelido da estrela. Imagem via NASA / ESA / R. Humphreys (Universidade de Minnesota) / J. Olmsted (STScI) / Hubblesite.

Então, como essas estrelas – Betelgeuse e VY Canis Major – causam essas vastas nuvens de poeira obscurecedora?

Acredita-se que eles derramem parte de sua massa por meio de arcos gigantes de plasma, gases extremamente quentes, semelhantes às proeminências solares vistas às vezes surgindo de nosso próprio sol. Os arcos de VY Canis Major – uma estrela muito maior do que o nosso Sol – também são muito, muito maiores. Outra diferença é que os arcos de material parecem não estar fisicamente ligados à estrela. Em vez disso, eles parecem ter sido jogados para fora da estrela, após o que se afastam dela. Anteriormente, Humphreys e sua equipe haviam calculado os arcos de material que haviam sido ejetados da estrela em episódios periódicos que iam de várias centenas de anos atrás até as últimas centenas de anos.

VY Canis Majoris está localizado na direção de nossa constelação de Canis Major, o Cão Maior. Sirius, a estrela mais brilhante do nosso céu, também está localizada nesta constelação. Imagem via NASA / ESA / J. DePasquale (STScI) / A. Fujii / Hubblesite.

As novas observações do Hubble mostram estruturas adicionais, como nós de gás quente, supostamente com menos de 100 anos. Descobriu-se que o momento da formação de algumas dessas características coincidiu com as observações dos séculos 19 e 20 que mostraram que VY Canis Majoris havia diminuído para cerca de um sexto de seu brilho normal.

É por isso que VY Canis Major – antes uma estrela visível a olho nu – não pode mais ser vista apenas com o olho. Em nosso tempo, você precisa de um telescópio para observá-lo.

É difícil imaginar o quão imensa é uma estrela hipergigante vermelha como VY Canis Majoris. As massas de apenas alguns dos pequenos nós de gás em VY Canis Majoris são mais do que o dobro de Júpiter. A própria estrela tem um raio incompreensível 1.420 vezes maior que o do nosso sol. Betelgeuse também é imensamente maior que nosso sol, mas VY Canis Majoris é tão grande que derrama 100 vezes mais massa do que Betelgeuse. Como Humphreys observou:

É incrível que a estrela possa fazer isso. A origem desses episódios de alta perda de massa em VY Canis Majoris e Betelgeuse é provavelmente causada pela atividade de superfície em grande escala, grandes células convectivas como no sol. Mas em VY Canis Majoris, as células podem ser tão grandes quanto o Sol inteiro ou maiores.

Isso é provavelmente mais comum em supergigantes vermelhas do que os cientistas pensavam e VY Canis Majoris é um exemplo extremo. Pode até ser o principal mecanismo responsável pela perda de massa, o que sempre foi um mistério para as supergigantes vermelhas.

Estrelas gigantes como VY Canis Majoris não vivem tanto quanto estrelas menos massivas como o nosso sol. Nosso sol já tem quatro bilhões e meio de anos e é considerado de meia-idade. VY Canis Majoris tem menos de 10 milhões de anos e é considerado em sua “velhice”. Estima-se que a fase hipergigante vermelha de uma estrela como esta dure entre 100.000 e 500.000 anos. Prevê-se que VY Canis Major explodirá como uma supernova nos próximos 100.000 anos. Se explodir, veremos que fica consideravelmente mais claro, embora esteja bem longe de nós. Sua distância (3.900 anos-luz) é maior do que a de Betelgeuse, que está a apenas 640 anos-luz de distância.

Embora os cientistas geralmente pensem que VY Canis Majoris acabará explodindo em uma supernova, também há uma chance de que ele possa se transformar diretamente em um buraco negro, pulando o estágio de supernova.

Será interessante ver como a estrela se tornará mais escura nos próximos anos!

O tamanho de VY Canis Majoris é realmente imenso, cerca de 1.420 vezes maior (e 300.000 vezes mais brilhante) que o nosso sol. Imagem via Oona Räisänen / Wikipedia.

Resumindo: os astrônomos acham que descobriram por que VY Canis Majoris, uma das maiores e mais brilhantes estrelas de nossa galáxia, tem diminuído gradativamente o brilho nos últimos duzentos anos.


Publicado em 09/03/2021 15h48

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