Betelgeuse é uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno e o supergigante vermelho mais próximo da Terra. Possui um volume gigantesco, com um raio que abrange cerca de 700 vezes o do Sol. Apesar de ter apenas dez milhões de anos, considerado jovem em termos astronômicos, está no final de sua vida. Localizada no ombro da constelação de Orion, Betelgeuse é observada a olho nu há milênios, com as pessoas percebendo que a estrela muda de brilho ao longo do tempo. Astrônomos estabeleceram que Betelgeuse tem um período principal de variabilidade de cerca de 400 dias e um período secundário mais extenso de aproximadamente seis anos.
Em 2019 e 2020, houve uma diminuição acentuada no brilho de Betelgeuse – um evento conhecido como ‘Grande Escurecimento.’ Esse evento levou alguns a acreditarem que a morte em forma de supernova estava se aproximando, mas os cientistas puderam determinar que a diminuição foi realmente causada por uma grande nuvem de poeira ejetada de Betelgeuse.
O mistério do Grande Escurecimento foi resolvido, mas o evento despertou um novo interesse no estudo de Betelgeuse, resultando em novas análises de dados arquivados sobre a estrela. Uma das análises levou os cientistas a propor que a causa da variabilidade de seis anos de Betelgeuse é a presença de uma estrela companheira. No entanto, quando o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios-X Chandra buscaram essa companheira, nenhuma detecção foi feita.
A estrela companheira foi detectada pela primeira vez por uma equipe de astrofísicos liderada por Steve Howell, um cientista sênior da NASA Ames Research Center. Eles observaram Betelgeuse usando um imaginador de feixes chamado ‘Alopeke.’ ‘Alopeke’, que significa ‘raposa’ em havaiano, é financiado pelo Programa de Pesquisa Observacional de Exoplanetas da NASA-NSF (NN-EXPLORE) e está montado no telescópio Gemini North, uma das partes do Observatório Internacional Gemini, financiado em parte pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA e operado pelo NSF NOIRLab.
A imagem por feixe é uma técnica de imagem astronômica que utiliza tempos de exposição muito curtos para congelar as distorções nas imagens causadas pela atmosfera da Terra. Essa técnica permite uma alta resolução, que, combinada com o poder de coleta de luz do espelho de 8,1 metros do Gemini North, possibilitou a detecção direta da companheira tênue de Betelgeuse.
A análise da luz da estrela companheira permitiu que Howell e sua equipe determinassem as características da estrela. Eles descobriram que ela é seis magnitudes mais fraca do que Betelgeuse na faixa de comprimento de onda óptico, possui uma massa estimada em cerca de 1,5 vezes a do Sol e parece ser uma estrela pré-sequência principal do tipo A ou B – uma estrela azul-branca quente e jovem que ainda não iniciou a fusão de hidrogênio em seu núcleo.
A companheira está a uma distância relativamente próxima da superfície de Betelgeuse – cerca de quatro vezes a distância entre a Terra e o Sol. Essa descoberta é a primeira vez que uma companheira estelar próxima foi detectada orbitando uma estrela supergigante. Ainda mais impressionante – a companheira orbita bem dentro da atmosfera externa estendida de Betelgeuse, provando as incríveis habilidades de resolução do ‘Alopeke.’
“A capacidade do Gemini North de obter altas resoluções angulares e contrastes nítidos permitiu a detecção direta da companheira de Betelgeuse,” diz Howell. Além disso, ele explica que ‘Alopeke fez o que nenhum outro telescópio conseguiu fazer antes: “Artigos que previam a companheira de Betelgeuse acreditavam que ninguém seria capaz de imagina-la.”
Essa descoberta fornece uma visão mais clara da vida e da futura morte deste supergigante vermelho. Betelgeuse e sua estrela companheira provavelmente nasceram ao mesmo tempo. No entanto, a estrela companheira terá uma vida útil reduzida, pois fortes forças de maré farão com que ela espiralize para dentro de Betelgeuse e encontre seu fim, o que os cientistas estimam que ocorrerá dentro dos próximos 10.000 anos.
A descoberta também ajuda a explicar por que estrelas supergigantes vermelhas semelhantes podem passar por mudanças periódicas em seu brilho ao longo de muitos anos. Howell compartilha sua esperança por novos estudos nessa área: “Essa detecção foi nos extremos do que pode ser realizado com o Gemini em termos de imagem de alta resolução angular, e funcionou. Isso agora abre a porta para outros esforços de observação de natureza semelhante.”
Martin Still, diretor de programa da NSF para o Observatório International Gemini, adiciona: “As capacidades de feixes fornecidas pelo Observatório International Gemini continuam a ser uma ferramenta espetacular, aberta a todos os astrônomos para uma ampla gama de aplicações astronômicas. Fornecer a solução para o problema de Betelgeuse que permanece há centenas de anos será um marco evocativo.”
Outra oportunidade para estudar a companheira estelar de Betelgeuse ocorrerá em novembro de 2027, quando ela retornar à sua maior separação de Betelgeuse, tornando-se mais fácil de detectar. Howell e sua equipe aguardam ansiosamente as observações de Betelgeuse antes e durante esse evento para melhor restringir a natureza da companheira.
Notas
- Dois artigos publicados em 2024 usaram décadas de observações de Betelgeuse de muitos observadores ao redor do mundo para prever a órbita e a localização da estrela companheira (veja DOI: 10.3847/1538-4357/ad93c8 e DOI: 10.3847/1538-4357/ad87f4).
