Bolhas de gás são filmadas na superfície de uma estrela

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/09/2024

Este painel mostra três imagens reais da estrela. As bolhas gigantes, 75 vezes maiores do que o Sol, que aparecem na superfície, resultam de movimentos de convecção ocorrendo no interior da estrela. Na imagem da esquerda aparece a órbita da Terra, para referência de tamanho.
[Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings et al.]

Bolhas estelares

Pela primeira vez, astrônomos capturaram imagens de uma estrela - sem ser o Sol - com detalhes suficientes para seguir o movimento do gás borbulhante em sua superfície.

As imagens da estrela R Doradus, na constelação do Dourado, obtidas com o radiotelescópio ALMA, mostram bolhas gigantes de gás quente, 75 vezes maiores do que o Sol, que aparecem na superfície e se afundam no interior da estrela mais depressa do que o esperado.

A estrela R Doradus, também conhecida como HD 29712, é uma das várias estrelas variáveis da constelação, a maior conhecida até hoje - é uma gigante vermelha do tipo variável mira, que se caracterizam por uma coloração de vermelho intenso e longos períodos de pulsação.

"Trata-se da primeira vez que vemos desta maneira a superfície borbulhante de uma estrela verdadeira," disse Wouter Vlemmings, da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia. "Na realidade, não esperávamos que os dados tivessem uma tal qualidade que nos possibilitasse ver tantos detalhes da convecção ocorrendo na superfície estelar."

Na verdade, já haviam sido observadas bolhas de convecção na superfície de estrelas, mas as novas observações do ALMA registram o movimento das bolhas de uma forma que não era possível com outros instrumentos. Assim, só conhecíamos bem essas bolhas no nosso Sol.

O radiotelescópio ALMA capturou imagens de alta resolução da superfície de R Doradus ao longo de um mês. O grande tamanho (350 vezes maior que o Sol) e a proximidade da Terra (180 anos-luz) fazem dessa estrela um alvo ideal para observações detalhadas. Além disso, a sua massa é semelhante à do Sol, o que significa que R Doradus apresenta-se provavelmente muito semelhante a como será o nosso Sol daqui a cinco bilhões de anos, quando inchar e se transformar em uma gigante vermelha.

As bolhas se movem mais rapidamente do que os astrônomos estimavam.
[Imagem: Wouter Vlemmings et al. - 10.1038/s41586-024-07836-9]

Grânulos convectivos

As estrelas produzem energia nos seus núcleos através da fusão nuclear.

Essa energia pode ser transportada para a superfície da estrela por enormes bolhas de gás quente, que então esfriam e se afundam, um pouco como uma lâmpada de lava. Esse movimento de mistura, conhecido por convecção, distribui os elementos pesados formados no núcleo, como o carbono e o nitrogênio, por toda a estrela.

Os cientistas acreditam que este fenômeno seja o responsável pelos ventos estelares que transportam estes elementos para o cosmos, onde são reutilizados para formar novas estrelas e planetas.

"É a convecção que cria a estrutura granular que vemos na superfície do nosso Sol, mas que é tão difícil de ver noutras estrelas," disse Theo Khouri, membro da equipe. "Com o ALMA, conseguimos agora não só ver diretamente grânulos convectivos - com um tamanho 75 vezes superior ao do nosso Sol! - mas também medir, pela primeira vez, a velocidade com que se movem".

Os grânulos da R Doradus parecem mover-se em um circuito com uma duração de um mês, o que corresponde a uma velocidade maior do que aquela que os cientistas esperavam com base na maneira como a convecção funciona no nosso Sol. "Ainda não sabemos qual é a razão desta diferença, mas parece que a convecção muda à medida que a estrela envelhece, de formas que ainda não compreendemos," disse Vlemmings.

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