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Astronomia brasileira desvenda mistérios da estrela mais luminosa da Via Láctea

O que é a pesquisa

Pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, da Universidade de São Paulo(IAG/USP), coordenados pelo astrônomo Augusto Damineli, vêm estudando os mistérios da estrela Eta Carinae.

Esta estrela tornou-se famosa em 1843 por ter se igualado em brilho com Sirius, a mais brilhante do céu, numa erupção que ejetou uma enorme nuvem de poeira e que se expande a 2 milhões de quilômetros por hora, atingindo atualmente 500 vezes o tamanho do nosso sistema solar.

A nuvem de poeira cósmica e gases, com forma de amendoim, denominada Homúnculo, encobre a estrela deixando-a invisível a olho nu. Isso dificulta muito sua observação na luz visível. Na faixa espectral do infravermelho, entretanto, pode-se medir o brilho da estrela escondida: 5 milhões de vezes o do Sol.

Um dos grandes mistérios é como esta estrela pode estar ainda emitindo luz pela fusão nuclear. As únicas explosões com potência semelhante são as supernovas, que acontecem quando grandes estrelas morrem.

O mais intrigante é que isso já havia ocorrido há cerca de mil anos, como se pode deduzir da velocidade de expansão da nebulosidade mais tênue que envolve o Homúnculo. Todas essas questões não esclarecidas tornam o estudo de Eta Carinae um grande desafio.

Como é feita a pesquisa

A descoberta, que significou um grande passo no entendimento de Eta Carinae, foi feita em 1992 no Observatório do Pico dos Dias, pelo astrônomo Augusto Damineli: a estrela apresentava um ciclo de 5 anos e meio. Esse Observatório, localizado na cidade de Brasópolis, no sul de Minas Gerais, é coordenado pelo Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), uma das unidades de pesquisa científica do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT).

Em junho daquele ano, o astrônomo observou o desaparecimento de 60 vezes a luminosidade total do Sol, a cada dia, ao longo de um mês. Lendo cuidadosamente todos os registros de observações existentes desde 1600, o pesquisador previu que esse evento ocorreria de novo em dezembro de 1997.

A previsão foi tomada com ceticismo pela comunidade internacional, pois Eta Carinae vinha desafiando qualquer previsão, há mais de um século. Entretanto, o evento ocorreu com extraordinária precisão, produzindo uma forte repercussão internacional. A regularidade desses eventos foi interpretada por Damineli, Peter Conti (Universidade do Colorado) e Dalton Lopes (Observatório Nacional/MCT) como uma espécie de eclipse em um sistema de duas estrelas.

O sistema duplo permite "pesar" as estrelas e daí deduzir suas características fundamentais (massa, raio, luminosidade, idade).

Existe um intenso debate se Eta Carinae é mesmo uma estrela dupla, ou se seria uma estrela isolada pulsante. O problema, na hipótese de ser uma estrela sozinha, é que, pelas teorias atuais, uma estrela como essa não poderia pulsar regularmente como um relógio.

No caso da estrela ser dupla, supõe-se que: a) os "apagões" seriam produzidos por uma espécie de eclipse; b) a luz seria dividida por duas estrelas, resolvendo o excesso de luminosidade; c) a colisão violenta entre os ventos das estrelas companheiras poderia produzir os jorros de raios-X observados por satélites orbitais; d) a forma do Homúnculo, dividido em dois ao invés de uma bola única, seria mais facilmente explicada pela existência de uma estrela dupla do que pela de uma só.

O "apagão" posterior, previsto por Damineli nas observações de 1997, ocorreu na semana esperada em junho de 2003. Graças à ajuda do clima e de uma administração inteligente do tempo de telescópio pela direção do Observatório do Pico dos Dias, o evento foi minuciosamente observado. Com isso, a incerteza no intervalo entre os eventos (apagões) foi diminuída para apenas um dia, a cada 2023 dias.

Importância da pesquisa

Muitas teorias se sucederam nestes quase dois séculos para explicar esse objeto celeste. Todo mês são publicados dois artigos científicos sobre o assunto, a ponto de ser realizado um congresso científico só sobre Eta Carinae, a cada dois anos. O próximo será em agosto de 2009 - quando a assembleia da União Astronômica Internacional (IAU) terá como sede o Brasil - a ser realizado na cidade do Rio de Janeiro.

A luminosidade de Eta Carinae não se encaixa nos padrões de normalidade estelar. Se essa estrela fosse "solteira" (isolada), deveria ter 160 vezes a massa do Sol para justificar seu brilho, e estaria no chamado Limite de Eddington, acima do qual a pressão luminosa supera a gravidade fazendo a estrela evaporar.

Nossa Galáxia, a Via Láctea, produz atualmente raríssimas estrelas desse porte, se comparada com sua "infância", quando gerava "ninhadas" numerosas de estrelas de alta massa que produziram os elementos químicos essenciais do Universo, como o oxigênio e o nitrogênio.

Compreender a vida das estrelas de grande massa não só é importante para descrever a evolução química da Via Láctea, mas para entender as galáxias distantes, que forram o fundo do céu. Dessas galáxias, tudo o que se vê são pontos de luz vindo de dezenas de milhares de estrelas de grande massa, que não podem ser observadas individualmente.

Após a observação do fenômeno em 2003, diversas outras descobertas se seguiram. Por exemplo, os pesquisadores do IAG-USP, João Steiner e Augusto Damineli, descobriram que poucas semanas antes do "apagão", uma nuvem de gás hélio ionizado (em forma de plasma, semelhante ao que preenche as lâmpadas de Néon) brilhou fortemente, atingindo uma potência luminosa igual a 100 vezes a do nosso Sol. O assunto ainda está em debate entre os astrônomos, mas, ao que tudo indica, essa "erupção" luminosa se deveu à aproximação bem pequena entre as duas estrelas do sistema. A nuvem se apagou no dia 29 de junho, no momento do "apagão".

Outra descoberta interessante foi a de que, embora a maior parte dos "canais de energia" só se desligam no momento do "apagão" e se religam 6 meses depois, alguns canais levam 2,5 anos para se reacenderem. Esses, mal chegam ao máximo de luz, voltam a se apagar lentamente. A explicação para isso é que a estrela menor viaja para dentro e para fora do vento da estrela maior, ao percorrer uma órbita muito alongada, como a elipse que o Cometa Halley percorre em torno do Sol.

Texto de divulgação científica publicado em 11 de dezembro de 2002.
Texto atualizado em 04 de abril de 2008.