Bolhas 75 vezes maiores que o nosso Sol estão fervendo na superfície desta estrela distante: WebCuriosos

Numa estrela a 180 anos-luz de distância, os astrónomos acabaram de obter imagens das mudanças na superfície que ocorrem devido ao constante ciclo de calor no seu interior.

As três imagens resultantes representam quinze dias de mudanças nos padrões da estrela R Doradus, uma estrela gigante vermelha quase 350 vezes mais larga que o Sol, agitando-se e fervendo com convecção à medida que passa pelos últimos estágios da sua vida.

O novo estudo marca a primeira vez que a humanidade conseguiu visualizar este processo numa estrela diferente daquela que está no centro do nosso Sistema Solar. As mudanças que os astrónomos mapearam na superfície de R Doradus representam enormes bolhas de gás aquecido, 75 vezes o tamanho do nosso próprio Sol, subindo à superfície e desaparecendo novamente, em escalas de tempo muito mais curtas do que os astrónomos esperavam.

“Esta é a primeira vez que a superfície borbulhante de uma estrela real pode ser mostrada desta forma,” diz o astrônomo Wouter Vlemmings da Chalmers University of Technology, na Suécia. “Nunca esperávamos que os dados fossem de tão alta qualidade que pudéssemos ver tantos detalhes da convecção na superfície estelar.”

R Doradus é o objeto perfeito para estudar se quisermos compreender as mudanças no nível da superfície em outras estrelas além do Sol. É muito grande, o que significa que há mais área de superfície. A atividade da estrela também é maior. Para ver um nível significativo de detalhe, mesmo nesta distância interestelar relativamente curta, um tamanho maior com ações maiores será mais fácil de visualizar.

Sabemos que as estrelas têm processos de convecção à medida que o calor gerado no núcleo borbulha em direção à superfície. No Sol, vemos isso em grânulos de convecção que tendem a estar ao redor 1.000 quilômetros (620 milhas) de diâmetro, um pouco menor que o estado do Texas. Eles fervem a partir do centro e caem nas bordas, persistindo por cerca de 20 minutos antes de se dissiparem.

Mais profundamente, a granulação ocorre em escalas maiores. Mesogrânulos são grânulos com cerca de 5.000 a 10.000 quilômetros de diâmetro e vida útil de cerca de três horas. E supergrânulos mede cerca de 32.000 quilômetros de diâmetro e permanece por cerca de 20 horas.

Utilizando o poderoso telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Chile, Vlemmings e os seus colegas esperavam discernir detalhes deste processo noutra estrela, longe do Sistema Solar. E seus resultados foram surpreendentes.

“A convecção cria a bela estrutura granular vista na superfície do nosso Sol, mas é difícil de ver noutras estrelas,” diz o astrônomo Theo Khouri da Universidade de Tecnologia Chalmers.

“Com o ALMA, conseguimos não só ver diretamente os grânulos convectivos – com um tamanho 75 vezes maior que o do nosso Sol! – mas também medir a rapidez com que se movem pela primeira vez.”

Os grânulos de convecção são enormes e os pesquisadores não sabiam bem por quê. Os grânulos em R Doradus podem ser gigantes vermelhos equivalentes a mesogrânulos ou supergrânulos, ou um tipo diferente de granulação específica para estrelas gigantes vermelhas. Eles também poderiam ser diferentes tipos de grânulos sobrepostos para proporcionar um efeito pronunciado.

O que não podemos fazer, neste momento, é corresponder diretamente os grânulos de R Doradus a qualquer comportamento conhecido do Sol. Sabemos que envolvem convecção, mas o que torna os grânulos tão enormes é desconhecido neste momento.

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Além disso, os grânulos vistos em R Doradus parecem ter um ciclo de cerca de um mês, o que foi muito mais rápido do que o esperado, dado o que observamos no Sol.

Mas as estrelas gigantes vermelhas são muito diferentes do Sol, que está confortavelmente no meio da sua vida. Estrelas gigantes vermelhas são aquelas que ficaram sem hidrogênio em seu centro e são alimentadas pela queima de casca, que é a fusão do hidrogênio em uma casca ao redor do núcleo. Esse processo é o que aumenta a estrela até muitas vezes seu tamanho original. Os astrónomos prevêem que a fase de gigante vermelha do Sol o verá possivelmente expandir-se para a órbita de Marte.

Como existem limitações sobre o que podemos observar a distâncias tão grandes, há muito que não sabemos sobre as gigantes vermelhas. A vida útil muito curta dos grânulos de convecção em comparação com os grânulos solares pode ser apenas um negócio normal nesta fase final da vida de uma estrela.

“Ainda não sabemos qual é a razão para a diferença. Parece que a convecção muda à medida que uma estrela envelhece de formas que ainda não compreendemos.” Flemmings diz.

As imagens de R Doradus representam um primeiro e muito importante passo para a compreensão destas mudanças peculiares.

A pesquisa foi publicada em Natureza.