Mapeamento atmosférico de Antares mostra o quão gigante a estrela é

Observações já indicavam que a supergigante vermelha da constelação de Escorpião é 700 vezes mais larga que o Sol, mas os novos dados indicam que sua atmosfera alcança 12 vezes esse tamanho

Renato Mota 17/06/2020 12h06
Antares
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Décima-sexta estrela mais brilhante no céu, Antares é uma supergigante vermelha localizada a 550 anos-luz da Terra, na constelação de Escorpião. Como sua "prima" Betelgeuse, a estrela está a caminho de ficar sem combustível, entrar em colapso e se tornar uma supernova. Seus vastos ventos estelares lançam elementos pesados ​​no espaço, desempenhando, assim, um papel importante no fornecimento de materiais essenciais para a vida no universo.


Entretanto, a dinâmica desses ventos ainda é um mistério para a astronomia. Mas um estudo detalhado da atmosfera de Antares – publicado na Astronomy & Astrophysic e feito com dados coletados pelo Atacama Large Millimeter Array (Alma), no Chile, e pelo Karl Science Jansky Very Large Array (VLA) da National Science Foundation, dos Estados Unidos - montou o mapa de rádio mais detalhado já feito em todas as estrelas, exceto o Sol.

Agora, astrônomos têm, em detalhes sem precedentes, informações como tamanho e a temperatura da atmosfera de Antares logo acima da superfície da estrela, em toda a sua cromosfera e até a região eólica. "Quando eu era estudante, sonhava em ter dados como esses", afirma o coautor do estudo, Graham Harper, da Universidade do Colorado. "Conhecer os tamanhos e temperaturas reais das zonas atmosféricas nos dá uma pista de como esses enormes ventos começam a se formar e quanta massa está sendo ejetada".

O trabalho foi feito em etapas. O Alma observou Antares perto de sua superfície (sua fotosfera óptica) em comprimentos de onda mais curtos, enquanto os comprimentos de onda mais longos foram observados pelo VLA – revelando uma atmosfera ainda mais distante. Vista na luz visível, Antares é aproximadamente 700 vezes maior que o Sol. Mas quando o estudo revelou sua atmosfera na luz do rádio, a supergigante se tornou ainda mais gigantesca.

"O tamanho de uma estrela pode variar drasticamente, dependendo do comprimento de onda da luz com que é observado", explicou Eamon O'Gorman, do Instituto de Estudos Avançados de Dublin, na Irlanda, e principal autor do estudo. "Os comprimentos de onda mais longos do VLA revelaram que a atmosfera de Antares tem quase 12 vezes o raio da estrela".

Radiotelescópios mediram ainda a temperatura da maior parte do gás e do plasma na atmosfera de Antares. O que mais chamou a atenção dos pesquisadores foi a temperatura na cromosfera, uma região logo acima da superfície da estrela que é aquecida por campos magnéticos e ondas de choque criadas pela agitação estelar (como o movimento das bolhas em uma panela de água fervente).

Graças aos dados do Alma e do VLA, os cientistas descobriram que a cromosfera da supergigante se estende até 2,5 vezes seu raio (a cromosfera do Sol é apenas 0,5% do seu raio). Além disso, sua temperatura é mais baixa do que as observações ópticas e ultravioletas anteriores sugeriram, atingindo um pico de 3.500°C e diminuindo gradualmente. Como comparação, a cromosfera do Sol atinge temperaturas de quase 20.000°C.

"Descobrimos que a cromosfera é 'morna' e não quente, em temperaturas estelares", explica O'Gorman. "A diferença pode ser explicada porque nossas medições de rádio são um termômetro sensível para a maior parte do gás e plasma na atmosfera da estrela, enquanto observações ópticas e ultravioletas anteriores eram sensíveis apenas a gases e plasma muito quentes".

NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Como vista a olho nu (até a fotosfera), Antares é cerca de 700 vezes maior que o nosso Sol, grande o suficiente para encher o Sistema Solar além da órbita de Marte. Mas o Alma e o VLA mostraram que sua atmosfera, incluindo as zonas inferior e superior da cromosfera e do vento, é até 12 vezes maior. Imagem: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

"Estrelas supergigantes vermelhas, como Antares e Betelgeuse, têm uma atmosfera não homogênea", afirma o coautor do estudo, Keiichi Ohnaka, da Universidad Católica del Norte no Chile. "Imagine que a atmosfera dessas estrelas é como uma pintura feita de muitos pontos de cores diferentes, representando temperaturas diferentes. A maior parte da pintura contém pontos do gás morno que os radiotelescópios podem ver, mas também existem pontos frios que apenas os telescópios infravermelhos podem detectar, e pontos quentes que os telescópios UV veem. No momento, não podemos observar esses pontos individualmente, mas queremos tentar isso em estudos futuros".

Sobre os ventos solares, os dados coletados permitiram pela primeira vez detectar uma clara distinção entre a cromosfera e a região onde eles começam a se formar. Na imagem do VLA, um vento enorme é visível, ejetado de Antares e iluminado por sua estrela menor, porém mais quente, Antares B.

“Nossa compreensão inata do céu noturno é que as estrelas são apenas pontos de luz. O fato de podermos mapear as atmosferas dessas estrelas supergigantes em detalhes é um verdadeiro testemunho dos avanços tecnológicos na interferometria”, avalia Chris Carilli, do National Radio Astronomy Observatory.

Via: National Radio Astronomy Observatory

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