Pela primeira vez, os astrónomos capturaram imagens de uma estrela, sem ser o Sol, com detalhe suficiente para seguir o movimento do gás borbulhante à sua superfície. As imagens da estrela R Doradus foram obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um telescópio do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro, em Julho e Agosto de 2023.
Estas imagens mostram bolhas gigantes de gás quente, 75 vezes maiores do que o Sol, que aparecem à superfície e se afundam no interior da estrela mais depressa do que o esperado.
“Trata-se da primeira vez que vemos desta maneira a superfície borbulhante de uma estrela verdadeira“ ,explica Wouter Vlemmings, professor na Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, e autor principal do estudo publicado na revista Nature. “Na realidade, não esperávamos que os dados tivessem uma tal qualidade que nos possibilitasse ver tantos detalhes da convecção a ocorrer na superfície estelar.”
As estrelas produzem energia nos seus núcleos através da fusão nuclear. Esta energia pode ser transportada para a superfície da estrela por enormes bolhas de gás quente, que seguidamente arrefecem e se afundam, um pouco como uma lâmpada de lava. Este movimento de mistura, conhecido por convecção, distribui os elementos pesados formados no núcleo, como o carbono e o azoto, por toda a estrela.
Pensa-se também que este fenómeno seja o responsável pelos ventos estelares que transportam estes elementos para o cosmos, onde são reutilizados para formar novas estrelas e planetas.
Até agora, os movimentos de convecção nunca tinham sido observados em pormenor noutras estrelas que não o Sol. Utilizando o ALMA, a equipa conseguiu obter imagens de alta resolução da superfície de R Doradus ao longo de um mês. R Doradus é uma estrela gigante vermelha, com um diâmetro cerca de 350 vezes superior ao do Sol, localizada a cerca de 180 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Espadarte.
O seu grande tamanho e a proximidade à Terra fazem dela 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 mil milhões de anos, quando se transformar numa gigante vermelha.
“É a convecção que cria a estrutura granular que vemos na superfície do nosso Sol, mas que é tão difícil de ver noutras estrelas”, acrescenta Theo Khouri, investigador da Chalmers e coautor deste estudo. “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 a que se movem”.
Os grânulos de R Doradus parecem mover-se num circuito com uma duração de um mês, o que corresponde a uma velocidade maior do que aquela que os cientistas esperavam baseados 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”, comenta Vlemmings. Observações como as que agora foram feitas de R Doradus estão a ajudar-nos a compreender melhor como é que estrelas como o Sol se comportam, mesmo quando se transformam em objetos tão frios, grandes e borbulhantes como é o caso de R Doradus.
“É fantástico podermos agora capturar diretamente os detalhes da superfície de estrelas tão distantes e observar fenómenos físicos que até agora só eram principalmente observados no nosso Sol”, conclui Behzad Bojnodi Arbab, estudante de doutoramento da Chalmers, que também participou no estudo.
Observatório Europeu do Sul
