Imagens em primeiro plano de uma estrela moribunda mostram o destino do nosso Sol

Quando uma estrela similar ao Sol envelhece, ela começa a esgotar seu combustível principal, o hidrogênio em seu núcleo. Como um carro que se encontra praticamente sem gasolina, seu “motor” começa a soluçar. Em Chi Cygni, vemos estes engasgos como um aumento de brilho e atenuação, provocados por a contração e expansão da estrela. As estrelas nesta etapa de sua vida são conhecidas como ‘variáveis Mira’ conforme a primeira estrela que se comporta desta forma, Mira “a Maravilhosa”, descoberta por David Fabricius em 1596. Conforme pulsa, a estrela moribunda está expulsando as suas camadas exteriores, que em algumas centenas de milhares de anos criaram uma maravilhosamente brilhante nebulosa planetária.
O telescópio infravermelho e ótico do SAO - Infrared Optical Telescope Array (IOTA) - ajudou os astrônomos a observar Chi Cygni a estrela pulsante moribunda. Crédito: Peter Schuller, Smithsonian Astrophysical Observatory



Chi Cygni, mostrada nesta concepção artística, é uma estrela gigante vermelha perto do final de sua vida. Conforme esgota seu combustível nuclear, ela pulsa de dentro para fora, como um gigantesco coração, ejetando no espaço suas camadas exteriores de matéria. 

Situada cerca de 550 anos luz de distância da Terra, uma estrela tipo nosso Sol está retorcendo-se em sua agonia. Chi Cygni tem aumentado de tamanho até se converter uma estrela gigante vermelha tão grande que se estivesse no nosso sistema Solar engoliria todos os planetas interiores, até Marte. Além disso, tem começado a pulsar dramaticamente, batendo como um gigantesco coração. Agora, novas imagens em primeiro plano da superfície desta estrela mostram seus espasmos com um detalhe sem precedentes.

“Este trabalho abre uma janela antecipando uma visão do destino do nosso Sol dentro de mais de 5 bilhões de anos, quando estiver perto do final do seu ciclo de vida [sair da seqüência principal]”, disse o autor principal do artigo Sylvestre Lacour, Observatório de Paris.



Chi Cygni pulsa uma vez cada 408 dias. Quando está com seu menor diâmetro (cerca de 480 milhões de quilômetros – 3,2 UA), Chi Cygni fica cercada com manchas brilhantes quando as colunas massivas de plasma quente turvam sua superfície. (tais manchas são como os grãos na superfície de nosso Sol, mas muito maiores). Conforme se expande, Chi Cygni se esfria e atenua, crescendo até um diâmetro de 770 milhões de quilômetros (5,13 UA) – o que seria grande o bastante para absorver e cozinhar todo o cinturão de asteróides de nosso Sistema Solar e quase atingir Júpiter.

Pela primeira vez, os astrônomos têm fotografado estes dramáticas mudanças de estado de uma estrela desta classe em detalhe. Este trabalho foi publicado no exemplar de 10 de dezembro de 2009 da revista The Astrophysical Journal.

“Basicamente temos criado uma animação de uma estrela pulsante usando imagens reais”, afirma Lacour. “Nossas observações demonstram que a pulsação não é somente radial, mas aparece com características não homogêneas, como o gigantesco ponto quente que apareceu quando a estrela atingiu o raio mínimo”.

Fotografar estrelas variáveis é extremadamente difícil, por duas razões principais. A primeira é que tais estrelas se ocultam dentro de uma compacta e densa capa de pó e moléculas. Para estudar a superfície estelar dentro da capa, os astrônomos observam as estrelas em um comprimento de onda específico de luz infravermelha. O infravermelho permite aos astrônomos ver através da camada de moléculas e pó da mesma forma que os raios-X permitem aos médicos ver os ossos dentro do corpo humano.

A segunda razão é que estas estrelas estão relativamente distantes, e assim as vemos muito pequenas. Embora sejam gigantes se comparadas com o Sol, a distância faz com que pareçam não muito maiores que uma pequena casa colocada na Lua vista da Terra. Os telescópios tradicionais não possuem a resolução adequada. Conseqüentemente, a equipe teve que usar a técnica chamada interferometria, a qual agrega a combinação da luz procedente de vários telescópios para atingir uma resolução equivalente a um telescópio tão grande quanto a distância entre os diversos telescópios.

O time de astrônomos usou o Conjunto do Telescópio Infravermelho Óptico do Observatório Astrofísico Smithsoniano, o IOTA, que está situado no Observatório Whipple em Mount Hopkins, Arizona.



O telescópio “IOTA nos ofereceu suas capacidades únicas”, disse o co-autor Marc Lacasse do Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA). “IOTA nos permitiu ver detalhes nas imagens 15 vezes mais precisos que as imagens resolvidas pelo Telescópio Espacial Hubble”.

A equipe também reconhece a utilidade das contínuas contribuições dos astrônomos amadores de todo o mundo, proporcionadas através da Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO).

Na próxima década, a possibilidade de uso de imagens ultra-definidas habilitadas pela técnica da interferometria entusiasma fortemente os astrônomos. Objetos que, até agora, apareciam apenas como pontuais estão progressivamente revelando sua verdadeira natureza. Superfícies estelares, discos de acresção de buracos negros, e regiões de formação planetária ao redor de estrelas recém nascidas até então só podiam ser compreendidas através de modelos. A interferometria promete revelar a verdadeira identidade destes objetos também diversas surpresas.