Betelgeuse pode não rodar tão depressa como parece

Há algo de estranho na estrela moribunda Betelgeuse.

Sim, houve toda a história do espirro, que, por enquanto, parece estar praticamente esclarecida. Porém, antes do Grande Escurecimento de 2019, os cientistas tinham detetado algo ainda mais invulgar nesta estrela gigante. Medições de rádio da variação da sua luz indicavam que rodava a 5 quilómetros por segundo.

O problema é considerável: em teoria, estrelas com a idade de Betelgeuse deveriam ter uma velocidade máxima de rotação pelo menos duas ordens de grandeza inferior. Por isso, os astrónomos perguntam-se como é possível.

De acordo com uma nova investigação, a resposta pode ser uma ilusão enganadora. Uma equipa liderada pelo astrofísico Jing-Ze Ma, do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, concluiu que a superfície fervilhante de Betelgeuse poderá ser tão turbulenta que cria a aparência de uma rotação rápida.

Como se mede a rotação de uma estrela

A rotação estelar é calculada através de uma análise cuidadosa das diferenças de luz entre lados opostos da estrela. A luz emitida pelo lado que se move na direção do observador - isto é, de nós - recebe um pequeno impulso que a desloca para a extremidade azul do espetro. Já a luz do lado que se afasta é esticada em direção à zona vermelha.

Os cientistas conseguem medir a amplitude destes desvios para o azul e para o vermelho para estabelecer a velocidade de rotação de uma estrela. Isto funciona, pelo menos, numa estrela tipicamente tranquila. Betelgeuse não é nada tranquila.

Encontra-se na fase de supergigante vermelha da sua vida: está a ficar sem combustível nuclear e expandiu-se até atingir dimensões enormes, com uma superfície agitada pela convecção. O material quente sobe em bolhas, arrefece e volta a descer. O mesmo fenómeno acontece no Sol, onde as células de convecção podem ter o tamanho do Texas, mas em Betelgeuse o processo é muito mais violento: essas células podem ser tão grandes como a órbita da Terra em torno do Sol. Betelgeuse é suficientemente grande para se estender até à órbita de Júpiter.

A convecção pode imitar a rotação rápida de Betelgeuse

Ma e os seus colegas quiseram perceber se esta convecção poderia explicar de outra forma aquilo que as observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) tinham sido interpretadas como uma rotação ultrarrápida. Para isso, recorreram a simulações tridimensionais.

Criaram modelos de supergigantes vermelhas semelhantes a Betelgeuse, dominadas por convecção gigante e que não rodam. Depois, trataram os resultados como observações sintetizadas pelo ALMA.

As simulações revelaram células convectivas gigantes a elevar-se num dos lados da supergigante vermelha, enquanto, no lado oposto, outro conjunto colapsava e caía para o interior. O ALMA não dispõe de resolução suficiente para reconhecer estas estruturas como células convectivas; em vez disso, os dados do telescópio podem parecer-se muito com os sinais de rotação.

De facto, os investigadores demonstraram que, em 90 por cento das simulações, as observações realizadas com o ALMA pareceriam indicar rotação a vários quilómetros por segundo.

Mais observações do ALMA deverão esclarecer o caso

Isto não prova definitivamente que Betelgeuse não esteja a rodar a uma velocidade extremamente elevada. No entanto, demonstra que não é possível chegar a uma conclusão com os dados atualmente disponíveis. Foram obtidas observações adicionais, com maior resolução, que estão agora a ser processadas e analisadas. Deverão fornecer mais pistas sobre o que, afinal, a estrela está a fazer.

De qualquer modo, os resultados serão interessantes. Se Betelgeuse estiver a girar como um pião enlouquecido, isso poderá significar que a supergigante vermelha ganhou rotação ao devorar uma estrela companheira mais pequena. Se rodar de forma mais moderada, teremos aprendido a interpretar com maior prudência os dados recolhidos sobre estrelas instáveis.

"Ainda há muito que não compreendemos sobre estrelas gigantes fervilhantes como Betelgeuse", afirma a astrónoma Andrea Chiavassa, do Centro Nacional de Investigação Científica francês.

"Como funcionam realmente? Como perdem massa? Que moléculas se podem formar nos seus fluxos de saída? Porque é que Betelgeuse se tornou subitamente menos brilhante? Estamos a trabalhar arduamente para melhorar cada vez mais as nossas simulações por computador, mas precisamos mesmo dos dados incríveis de telescópios como o ALMA."

A investigação da equipa foi publicada em Cartas da Revista Astrofísica.