Como Betelgeuse Será Vista da Terra Quando Virar Supernova

Uma pluma de gás quase do tamanho do nosso sistema solar irrompe da superfície de Betelgeuse nessa concepção artística baseada em observações reais coletadas por astrônomos usando o Very Large Telescope no Chile.

Se você observar as estrelas em uma noite clara de inverno, é difícil não ver a constelação de Orion, o Caçador, com o escudo em um braço e o outro braço esticado até o céu. Um ponto vermelho brilhante chamado Betelgeuse marca o ombro de Orion, e o estranho escurecimento desta estrela seduziu os observadores do céu por milhares de anos. Os australianos aborígenes podem até ter trabalhado isso em suas histórias orais.
Hoje, os astrônomos sabem que Betelgeuse varia de brilho porque é uma estrela supergigante vermelha e moribunda, com um diâmetro 700 vezes maior que o nosso sol. Um dia, a estrela explodirá como uma supernova e dará à humanidade um show celestial antes de desaparecer para sempre do nosso céu noturno.
Essa eventual explosão explica por que os astrônomos ficaram animados quando Betelgeuse começou a escurecer drasticamente em 2019. A décima primeira estrela mais brilhante do céu caiu em magnitude duas vezes e meia. Betelgeuse poderia ter chegado ao fim de sua vida? Embora improvável, a ideia de uma supernova aparecendo nos céus da Terra chamou a atenção do público.
E agora novas simulações estão dando aos astrônomos uma ideia mais precisa do que os humanos verão quando Betelgeuse eventualmente explodir em algum momento nos próximos 100.000 anos.

Os astrônomos usaram um programa de software chamado MESA + STELLA para simular o que os humanos podem ver quando a estrela Betelgeuse explodir.

Supernova vista da Terra

Com toda a especulação sobre como seria vista da Terra se Betelgeuse explodisse em supernova, dois estudantes de pós-graduação da UCSB, Jared Goldberg e Evan Bauer, criaram simulações precisas dos dias de morte da estrela.
Os astrônomos dizem que ainda há incerteza sobre como uma supernova funciona, mas eles foram capazes de aumentar sua precisão usando as observações feitas da Supernova 1987A, a estrela mais próxima conhecida a explodir em séculos.
A vida na Terra não será prejudicada. Mas isso não significa que passará despercebido. Goldberg e Bauer descobriram que, quando Betelgeuse explodir, brilhará tanto quanto a a nossa meia-lua por mais de três meses.
"Todo esse brilho seria concentrado em um ponto", diz Howell. "Seria um farol incrivelmente intenso no céu que lançaria sombras à noite e que você poderia ver durante o dia".
Os seres humanos poderão ver a supernova no céu diurno por aproximadamente um ano, diz ele. E seria visível à noite a olho nu por vários anos.
"Quando desaparecer completamente, Orion estará perdendo o ombro esquerdo", acrescenta Sarafina Nance, uma estudante da Universidade da Califórnia, Berkeley, que publicou vários estudos sobre Betelgeuse.

Esta imagem de comparação mostra a estrela Betelgeuse antes e depois de seu escurecimento sem precedentes. As observações, feitas com o instrumento SPHERE no Very Large Telescope do ESO em janeiro de 2019 e dezembro de 2019, mostram o quanto a estrela esmaeceu e como sua forma aparente mudou.

O show da Betelgeuse

Não há necessidade de se preocupar com a explosão estelar. Uma supernova tem que ocorrer extremamente perto da Terra para que a radiação prejudique a vida - talvez apenas algumas dezenas de anos-luz, segundo algumas estimativas. Betelgeuse está muito fora desse intervalo, a aproximadamente 724 anos-luz de distância, bem fora da zona de perigo.
Mas a supernova ainda pode impactar a Terra de maneiras surpreendentes. Por exemplo, Howell ressalta que muitos animais usam a Lua para navegação e são confundidos por luzes artificiais. Adicionar um segundo objeto tão brilhante quanto a Lua pode ser perturbador. Também não são apenas os animais selvagens que seriam perturbados; ironicamente, os próprios astrônomos ficariam em dificuldade.
"As observações astronômicas já são difíceis quando a lua está brilhante", diz Howell. "Não haveria 'tempo escuro' por um tempo".
Até estudar Betelgeuse seria um desafio único. A luz brilhante sobrecarregaria seus instrumentos.
"Não conseguiríamos observá-la com a maioria dos telescópios terrestres ou no espaço, como o Swift ou o Telescópio Espacial Hubble", acrescenta. Teríamos que modificar os telescópios para coletar muito menos luz.
E se Betelgeuse desafiar as probabilidades e explodir nos tempos de hoje, os astrônomos dizem que haverá um amplo aviso. Os instrumentos na Terra começariam a detectar neutrinos ou ondas gravitacionais geradas pela explosão com um dia de antecedência.

Esta colagem amplia a constelação de Orion (esquerda) para uma das imagens mais nítidas já tiradas de Betelgeuse (extrema direita).

Mas para os cientistas, Betelgeuse não precisa explodir para ser interessante.
"É fascinante da perspectiva de um astrônomo, porque podemos estudar de perto uma estrela que está chegando ao fim de sua vida", diz Nance. "Há alguma física fascinante acontecendo na estrutura interna da Betelgeuse".
Seu melhor palpite sobre o que está acontecendo agora decorre do que os astrônomos já sabem sobre a estrela e outras como ela. Como Nance explica, essa pesquisa mostra que o brilho de Betelgeuse pode estar mudando por vários motivos. Alguns astrônomos até suspeitam que vários mecanismos diferentes de escurecimento estejam ocorrendo ao mesmo tempo.
À medida que o combustível nuclear se esgota perto do fim de suas vidas, estrelas supergigantes vermelhas começam a inchar e a formar envelopes crescentes de gás e poeira. E à medida que esse envelope aumenta, o brilho da estrela aumenta. Mas essa não é a única maneira de uma estrela como Betelgeuse variar em brilho. Estrelas supergigantes vermelhas também têm enormes células convectivas em suas superfícies - versões muito maiores daquelas em nosso sol - onde a turbulência faz o material quente subir de dentro da estrela. Quando atinge a superfície, parte desse material entra em erupção violentamente no espaço, como um arroto radioativo gigante, que pode alterar temporariamente seu brilho.
E o escurecimento de Betelgeuse pode até ser uma evidência de que está prestes a explodir. À medida que o material entra em erupção na superfície de uma estrela que está morrendo, ele normalmente colide, o que o torna mais brilhante. No entanto, Nance diz que é possível, também, que este material envolva a estrela, tornando-a mais escura.
Qualquer que seja a causa raiz, o comportamento estranho deve, em última análise, oferecer novas idéias sobre os dias de morte das estrelas supergigantes vermelhas. E a humanidade terá um assento na primeira fila.
"Betelgeuse está fornecendo um ótimo cenário para os astrônomos estudarem esses últimos estágios da queima nuclear antes que ela exploda", diz Nance.

Fonte: Astronomy