Estrela supergigante vermelha expele nuvem recorde de gás e poeira

Astrônomos descobriram a maior nuvem de gás e poeira já vista ao redor de uma supergigante vermelha. Publicado na revista Astronomy & Astrophysics, o achado envolve a estrela DFK 52, localizada em um aglomerado distante na Via Láctea.

A imagem foi obtida pelo conjunto de radiotelescópios Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile. Ela foi trabalhada em cores falsas que indicam o movimento do material: azul para o que se aproxima da Terra e vermelho para o que se afasta. A nuvem mede cerca de 1,4 anos-luz de diâmetro – tão grande que, se DFK 52 estivesse tão perto quanto a estrela Betelgeuse, ocuparia um terço da Lua cheia no céu.

Em poucas palavras:

Foi descoberta a maior nuvem de gás e poeira já expelida por uma supergigante vermelha;

A estrela se chama DFK 52 e está no aglomerado Stephenson 2, a 18.900 anos-luz da Terra;

Observações do ALMA revelaram que a nuvem mede cerca de 1,4 anos-luz;

Há 4.000 anos, DFK 52 ejetou massa equivalente ao Sol, surpreendendo cientistas;

O fenômeno intriga por desafiar padrões conhecidos e enriquecer o espaço com elementos.

Núcleo da supergigante vermelha já esgotou o hidrogênio

DFK 52 pertence ao aglomerado estelar Stephenson 2, que reúne pelo menos 25 outras supergigantes vermelhas. Essa concentração está a cerca de 18.900 anos-luz da Terra. Assim como Betelgeuse, DFK 52 já esgotou o hidrogênio no núcleo, etapa avançada na vida de estrelas massivas.

Quando isso acontece, o núcleo encolhe e a temperatura aumenta, iniciando a fusão do hélio. As camadas externas também se aquecem, reacendendo a fusão de hidrogênio e provocando uma expansão enorme. A superfície esfria, e a estrela passa a brilhar em tons avermelhados.

Em cerca de cinco bilhões de anos, o Sol também passará por essa transformação, mas de forma mais modesta. Supergigantes vermelhas têm de 10 a 40 vezes a massa e centenas de vezes o raio da nossa estrela. Betelgeuse, por exemplo, pode ter até 764 vezes o tamanho solar.

Imagem mostra a estrela supergigante vermelha DFK 52 no final da vida, a expelir uma enorme quantidade de gás e poeira. Crédito: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/M. Siebert et al.

Antes de explodirem como supernovas, essas estrelas perdem grandes quantidades de massa, liberando gás e poeira no espaço. Esse material pode orbitá-las ou ser expulso para longe. No caso de DFK 52, a dimensão da nuvem expelida surpreendeu os astrônomos.

A equipe de Mark Siebert, da Universidade de Tecnologia Chalmers, em Gotemburgo, Suécia, descobriu que a nuvem ao redor de DFK 52 é de três a quatro vezes maior do que qualquer outra já vista nesse tipo de estrela. O estudo também revelou mudanças na velocidade com que o material foi expulso.

Perda de massa em DFK 52 é fora dos padrões

De acordo com um comunicado, há cerca de 4.000 anos, a estrela sofreu uma enorme erupção, lançando grande parte de sua massa a 27 km por segundo – um “supervento” composto por radiação e partículas. Depois, reduziu o ritmo para apenas 10 km por segundo, mais lento que o observado em Betelgeuse ou Antares.

Mesmo assim, estima-se que, nesse período, DFK 52 tenha perdido o equivalente à massa total do Sol. A forma como supergigantes vermelhas perdem massa ainda não é bem compreendida, e DFK 52 foge aos padrões conhecidos.

Geralmente, as mais luminosas têm perda mais intensa e irregular, enquanto as menos brilhantes liberam matéria de forma mais lenta e simétrica. DFK 52 é menos luminosa, mas perdeu mais material que as mais brilhantes, o que intriga os cientistas.

Uma hipótese é que DFK 52 seja, na verdade, um sistema com duas ou três estrelas tão próximas que parecem uma só. Em sistemas assim, a interação gravitacional pode formar anéis de poeira e intensificar a expulsão de material.

Imagem da estrela Betelgeuse rodeada por nuvens de poeira e gás. Crédito: ESA/Herschel/PACS/L. Decin et al.

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Anéis parciais foram detectados, mas faltam outras evidências de uma estrela companheira, como simetria no material ejetado. A complexidade da nuvem ainda precisa ser explicada. Mesmo que existam estrelas ocultas ali, não está claro como elas produziriam um supervento tão extremo.

O caso lembra Betelgeuse, onde foi encontrada recentemente uma estrela companheira. No entanto, o efeito observado lá não é tão intenso quanto em DFK 52, o que reforça o mistério.

Um dia, DFK 52 explodirá como supernova. Até lá, seu comportamento continuará sendo estudado para ajudar a entender como e por que supergigantes vermelhas perdem tanta massa antes de morrer. Esse conhecimento é essencial para compreender o papel dessas estrelas na evolução das galáxias.

O material que elas liberam enriquece o espaço com elementos pesados, fundamentais para formar novos astros, planetas e até a vida. DFK 52, com sua nuvem colossal, é um laboratório natural para investigar esses processos e decifrar mais um enigma do Universo.

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