O primeiro mapeamento de manchas estelares

Salvador Nogueira

Desde que Galileu começou a investigar o céu com um telescópio, sabemos que o Sol tem manchas em sua superfície. Mas agora, pela primeira vez, um grupo internacional de astrônomos fez imagens diretas de manchas em uma outra estrela. E elas revelam que nem todas as estrelas espalhadas pelo Universo se comportam da mesma maneira, em termos magnéticos.

A pesquisa tem como primeira autora Rachael Roettenbacher, da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos. Ela está no Brasil para discutir seu trabalho em um simpósio da IAU (União Astronômica Internacional) co-organizado pela Sociedade Astronômica Brasileira em Maresias (SP).

Chamado “Vivendo em torno de estrelas ativas”, o evento, que vai até sexta-feira (21), trará novidades sobre todos os aspectos do estudo de estrelas e de sua relação com planetas circundantes.

A estrela investigada por Roettenbacher e seus colegas é conhecida como Zeta Andromedae. Os pesquisadores conseguiram monitorá-la durante uma rotação completa — 18 dias — e, com isso, construir um mapa de sua superfície. Até então, os astrônomos já sabiam que havia estrelas com mais ou menos manchas, baseados em sua variação de brilho, mas jamais alguém havia mapeado sua distribuição superficial. E não foi moleza conseguir isso.

Embora já saibamos há séculos, graças ao estudo de sua “assinatura de luz” (o espectro, para os íntimos), que as estrelas no céu são similares em natureza ao Sol, a imensa maioria delas aparece apenas como um ponto luminoso, até mesmo ao telescópio. Raras são aquelas que são suficientemente grandes e estão perto o suficiente para que possam ser visualizadas como um disco. E, se isso já é difícil, que dirá discernir manchas em sua superfície.

Em contraponto, no Sol, as manchas já são monitoradas desde 1612, quando Galileu Galilei usou sua luneta e um anteparo para produzir imagens da superfície solar e constatar ali sua presença (assim como a rotação da nossa estrela-mãe). Elas são regiões mais frias da superfície da estrela e estão associadas a variações no poderoso campo magnético do astro.

Mapa da superfície da estrela Zeta Andromedae, indicando a presença de manchas estelares (Crédito: Rachael Roettenbacher e John Monnier)
Mapa da superfície da estrela Zeta Andromedae, indicando a presença de manchas estelares (Crédito: Rachael Roettenbacher e John Monnier)

O DESAFIO INTERESTELAR
Roettenbacher e seus colegas venceram o imenso desafio de observar as manchas de uma outra estrela lançando mão de uma técnica conhecida como interferometria. A ideia, grosso modo, é usar diversos telescópios pequenos, estrategicamente espalhados, e então combinar as várias observações numa imagem só.

No caso em questão, eles usaram os seis telescópios de 1 metro do CHARA (Centro para Astronomia de Alta Resolução Angular, na sigla inglesa), do Observatório de Monte Wilson, na Califórnia. Distribuídos numa região com 330 metros de diâmetro, quando usados em conjunto, eles podem produzir dados equivalentes a um único espelho de 330 metros.

Claro que há uma série de limitações para observação com interferometria, mas espera-se que um dia seja possível usar a mesma técnica — com outros instrumentos — para visualizar detalhes de planetas similares à Terra em torno de outras estrelas. Por ora, fiquemos felizes com o sucesso no imageamento das manchas de Zeta Andromedae, que rendeu um artigo científico no prestigioso periódico “Nature”.

zeta-pequenaA estrela, naturalmente, facilita o jogo: trata-se de uma gigante brilhante, representativa da fase final de vida de um astro do tipo, num sistema binário, ou seja, que tem um astro companheiro próximo. Localizada na constelação de Andrômeda, está a 181 anos-luz da Terra.

O mais significativo do trabalho, contudo, foi revelar que o padrão de manchas encontrado é bem diferente do solar, o que por sua vez indica que o dínamo que gera o magnetismo de Zeta Andromedae não opera como o do nosso astro-rei.

Confira a seguir um papo rápido que o Mensageiro Sideral teve com Rachael Roettenbacher.

Rachael Roettenbacher e seu modelo de Zeta Andromedae (Crédito: Gerard van Belle)
Rachael Roettenbacher e seu modelo de Zeta Andromedae (Crédito: Gerard van Belle)

Mensageiro Sideral – Zeta Andromedae é uma estrela gigante, então está nos estágios finais de sua vida. Não seria esperado que ela pudesse gerar um padrão diferente de manchas, comparado ao Sol?

Rachael Roettenbacher – Zeta Andromedae é uma gigante e está nos estágios finais de sua vida, e tínhamos razão para acreditar que o padrão de manchas seria diferente do do Sol a partir de outras técnicas de imageamento. Houve muitos estudos de manchas estelares ao longo dos anos que indicavam que estrelas como Zeta Andromedae (que são compostas por uma gigante e uma companheira próxima na sequência principal) teriam manchas estelares em seus polos e teriam manchas muito, muito maiores do que tudo que o Sol pudesse gerar. A coisa interessante aqui é que usamos técnicas diferentes e de imageamento direto e fomos capazes de registrar os padrões em Zeta Andromedae para ver exatamente onde essas manchas estelares estão localizadas. O que nós não sabíamos antes é se o dínamo magnético de Zeta Andromedae e de estrelas parecidas era uma extrapolação daquele do Sol ou não, porque não tínhamos uma ideia clara de onde exatamente estavam as manchas estelares na superfície, por conta de degenerações das outras técnicas de imageamento (uma inabilidade de determinar exatamente a latitude das manchas; latitude é importante, porque as manchas solares só se formam em faixas relativamente estreitas ao redor do equador solar, com algum grau de simetria entre os hemisférios). Com nossas novas imagens que claramente mostram manchas estelares em qualquer latitude sem uma contraparte no hemisfério oposto, parece que uma geração tão complicada de manchas em todos os lugares diferentes na superfície de Zeta Andromedae exige um mecanismo diferente daquele do Sol.

Mensageiro Sideral – É possível usar a mesma técnica para imagear manchas em estrelas na sequência principal, ou o truque é pegá-las quando elas estão na fase gigante, inchada?

Roettenbacher – É possível imagear estrelas na sequência principal com a mesma técnica. O truque, no entanto, é que precisamos de um interferômetro maior ou precisamos nos deslocar para comprimentos de onda mais curtos, porque as manchas nas estrelas da sequência principal são muito menores do que as manchas que observamos em Zeta Andromedae. O conjunto CHARA (Centro para Astronomia de Alta Resolução Angular) no Observatório de Monte Wilson, na Califórnia, consiste de seis telescópios (com espelho primário de 1 metro) numa configuração em forma de Y. A maior distância entre dois telescópios é 330 metros, o que significa que o conjunto é efetivamente um telescópio de 330 metros e o maior interferômetro óptico no mundo. Esse tamanho limita nossa resolução, ou a habilidade para ver detalhes nas estrelas. O instrumento que usamos para o imageamento é o MIRC (Combinador de Infravermelho de Michigan), o único combinador de raios que combina todos os seis telescópios. O MIRC opera no infravermelho (banda H, cerca de 1,65 mícrons). A combinação do MIRC e do CHARA nos dá uma resolução que permitirá ver detalhes em estrelas no céu que sejam grandes o suficiente a partir de nossa posição na Terra. Esses detalhes nas estrelas também precisam ser bem grandes, comparados à própria estrela, para nos permitir que os enxerguemos. Há apenas um pequeno punhado de estrelas para as quais podemos fazer isso e que são suficientemente grandes no céu, suficientemente brilhantes, e têm manchas suficientemente grandes. Para buscar manchas numa estrela da sequência principal vamos ter de melhorar nossos interferômetros, porque as manchas no Sol são significativamente menores do que as que estamos buscando com o MIRC e o CHARA. Para chegarmos lá, precisaremos de interferômetros maiores e levar nossos detectores para os comprimento de ondas visíveis, porque ambos os esforços irão melhorar a resolução, permitindo que vejamos detalhes menores nas estrelas.

Mensageiro Sideral – Por que vocês escolheram esse alvo em particular? Ou ele era parte de uma amostra e foi o que ganhou a loteria, por assim dizer?

Roettenbacher – No momento, o CHARA e o MIRC são a melhor combinação de interferômetro e combinador disponíveis para tentar imagear estrelas. Nossos alvos precisam ser brilhantes (interferômetros têm muitos espelhos que nos fazem perder luz nas reflexões), grandes espacialmente no céu (de forma que possamos não só definir a forma da estrela no céu, mas podemos potencialmente definir traços na superfície), e têm reconhecidamente manchas grandes (porque nossa resolução é limitada, precisamos de traços grandes que causarão óbvias assimetrias na superfície). Como nosso plano era observar e imagear uma estrela durante o período de rotação completo, nós também precisávamos de um alvo com uma rotação de período suficientemente curto para permitir isso (duas a três semanas). Todos esses requisitos sugerem a escolha de sistemas binários próximos com uma estrela gigante primária (classe de estrelas conhecida como RS Canun Venaticorum, ou RS CVn). Há apenas umas poucas RS CVns que satisfazem todos os nossos critérios, e a Zeta Andromedae era a mais promissora. Há outras duas estrelas RS CVn que nós e um colaborador fizemos imagens, e estamos ambos trabalhando para publicá-las. Zeta Andromedae é uma das poucas estrelas em que essa técnica é possível no momento, mas, conforme a tecnologia avançar, será possível observar mais estrelas com manchas.

Mensageiro Sideral – O que vem a seguir nessa linha de pesquisa?

Roettenbacher – Esse trabalho será importante na compreensão dos mecanismos magnéticos por trás da geração de manchas solares. Para que isso seja útil, teremos de observar mais estrelas desse modo. Zeta Andromedae e as duas outras estrelas que já foram imageadas são um bom começo, mas vamos precisar de uma amostra maior. Há algumas outras estrelas que mostram potencial para imageamento de manchas solares por interferometria, mas nós ainda não as observamos, uma vez que essas observações tomam muito tempo de telescópio, já que exigem observações durante toda a noite por uma rotação completa, que gira em torno de duas a três semanas. O que realmente precisamos é de avanços em resolução, para atingir mais alvos. Isso inclui se deslocar para os comprimentos de onda visíveis e construir interferômetros maiores. Um análogo visíveil do MIRC existe no NPOI (Interferômetro de Precisão Óptico da Marinha) e é chamado de VISION (Sistema de Imageamento Visível para Observações Interferométricas no NPOI), mas ele não tem no momento uma área grande o suficiente para exceder a resolução do CHARA/MIRC.

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Comentários

    1. Numa estrela assim, grande e mapeada, é mais simples porque você pode medir o movimento das manchas — do mesmo jeito que Galileu no século 17. Mas, em geral, o período de rotação é medido pela análise do espectro da estrela.

  1. Bomba! Nasa confirma fósseis de bactérias em meteorito provavelmente marciano. Mais informações em breve.

    1. Bomba! Troll do Século confirma que qualquer um, mesmo que tenha um QI de ostra em coma, consegue usar a internet!

      1. Bomba! Usuário EuTM que no outro post mostrou-se incapaz de entender que a velocidade da luz é limitada quer se achar o rei da cocada.

        Volta pra escola, guri.

        1. Bomba! Troll do Século é analfabeto funcional e passa vergonha ao não entender o comentário do Afrânio e querer me gongar, mas falhando MISERAVELMENTE! AHAHAHHA

          Não mando você voltar pra escola porque não dá pra voltar para um lugar onde você NUNCA FREQUENTOU, analfabeto.

          1. que ‘gongar’, burro? O comentário do Afrânio foi quase bom, mas contém um erro que você, mesmo relendo, foi capaz de identificar. Talvez não adiante mesmo você voltar pra escola. O problema não está nela.

          2. Eu reli também, depois da treta de vocês. Não achei o erro. Pode pinçar? Assim a gente esclarece. Vai ser bom pra todo mundo.

          1. Eu tô amando a treta, tá rolando um impate técnico entre vocês, mas tenho que confessar que a resposta do Eu, sobre não ter sentimentos, me fez rir alto. Mas isso é só um detalhe, continuem… rsrs

  2. Muito simpática e paciente a pesquisadora, mas tão prolixa… quase dá impressão que subestima a capacidade de compreensão de quem a lê.

    1. Acho que não. Respostas por e-mail, quis ter certeza de que estava sendo entendida. Pesquisadores não são treinados para responder bonito, são treinados para responder com clareza. 🙂

    2. Eu acho q ela foi gentil e atenciosa. Entendeu que as repostas eram direcionadas para o público leigo e não para especialistas.
      Além do mais, merece um premio de simpatia 🙂

    1. Sim, você não sabia? Todos os elementos químicos até o 26 (Ferro) podem ser sintetizados com as reações de fusão nuclear do interior de estrelas, sendo que o Helio e o Lítio podem ser sintetizados em estrelas médias como o Sol. Agora Silício não, este só será sintetizado em estrelas com temperatura maior que o Sol. Elementos mais pesados que o ferro, somente em supernovas. Uma das teorias sobre a formação do nosso sistema solar é que ele tenha sido oriundo de uma nuvem de gás com os restos de supernovas mais antigas, por isso temos elementos pesados por aqui. Havia relativamente pouco hidrogênio, por isso o Sol é só uma estrela média e não temos supergigantes gasosos como alguns exoplanetas observados (mesmo Júpiter leva uma lavada de vários destes planetas).

  3. Imagino a precisão mecânica, ótica e eletrônica envolvida nos equipamentos utilizados. E assim caminham as ciências. Novos equipamentos, novos desafios e novos conhecimentos.

  4. Sua postura no debate com o Ademar Gevaerd foi extremamente arrogante, esnobe e desrespeitosa. Tanto “conhecimento” e não aprendeu educação.

    1. Não se pode agradar a todos. Eu também acho uma tremenda falta de respeito ganhar dinheiro publicando uma revista com fotos de óvnis e, quando, no mês seguinte, o editor recebe uma carta que demonstra que a foto publicada era trote, não publica a carta na revista. Aliás, ouvi do próprio Gevaerd, saindo da Folha, naquele dia. “Se a gente for ser criterioso, não publica nada.” Então, fica a dica. No mais, tenho cordial relação com ele, a quem desejo tudo de bom. Se você acha que saímos do debate em conflito, se engana. Temos ambos um grande interesse pelo tema. Só discordamos na abordagem. E acredito ter manifestado de forma saudável — mas veemente — nossa discordância.

      1. Olha, o problema é que a ufologia não é se apoia em fatos comprovados, mensuráveis. Infelizmente, nunca vi uma única evidência que me convencesse que o fenômeno ufológico fosse de fato real.

        Com grandes poderes, vem grandes responsabilidades não, pera… com alegações extraordinárias, vem evidências extraordinárias! rsrsrs

        Acho que falta isso a ufologia, sempre faltou. No mais são teorias e mais teorias, mas sem fundamento.

        Aliás, noto que as fotos, imagens e videos dos supostos OVINIS, mesmo com a tecnologia alta resolução dos dias de hoje, são sempre borradas ou desfocadas.

        Assim, os objetos avistados ficam sendo no máximo só isso mesmo, OVINIS, isto é, objetos voadores não identificados. Pressupor que tais avistamentos são naves extraterrestres é pegar a mais improvável de todas as hipóteses e elevá-la à condição de principal hipótese detre todas.

        Os relatos de aduções também não são confiáveis. Temos uma rede de satélites ao redor do globo, câmeras por todos os lados, hoje dificilmente seríamos visitados sem sermos notados… só se os fossem naves romulanas com dispositivo de camuflagem. rsrs

        Mas quem quer acreditar em ufos, ok, que acredite. Eu que não consigo ser tão crédulo assim. Aliás, queria muito que houvessem naves, ufos por aqui. Seria uma prova irrefutável de que de algum modo poderemos alcançar as estrelas também. Aliás, gostaria de ser abduzido… não só pelas experiências sexuais kkkkk mas para poder viajar pelo cosmos!

        O problema para é quando começam a misturar as coisas, quando colocam a ufologia ao lado da astronomia como se fossem áreas afins, quando não é. Muitos astrônomos ou entusiastas da astronomia podem até serem ufólogos, eu entendo que a paixão pelos céus pode levar a estes dois caminhos. Só que um é ciência e o outro não.

        Em prol do bom convívio entre astrônomos e ufólogos, não se devem misturar as coisas. A astronomia é bela por si só, não precisa ser mistificada por fenômenos ufológicos.

    2. Não tinha visto o vídeo, mas ontem chegando em casa fui conferir devido ao comentário do Roberto. Também achei um pouco esnobe, muita piadinha em momentos desnecessários. Sorte que o Gevaerd foi extremamente educado e relevou, pois se fosse outra pessoa mais esquentadinha, teria dado zebra. Mas o pior mesmo foi o mediador do debate, que deveria ter uma postura neutra, fazendo piadinhas e desmerecendo o cara.

      1. É difícil para jornalistas de ciência levarem a sério ufologia. A gente faz um esforço, mas é difícil…

        1. Entendo, Salva. Claro que entendo, mas aí entramos no mérito de respeitar a opinião alheia. Não posso tirar sarro do meu amigo porque só ele gosta de vermelho e eu e toda a turma preferimos azul.

          Abraço.

          1. Não sei se você se lembra, ou se ficou sabendo, mas foram os ufólogos que vieram aqui ao blog me *desafiando* para um debate. Eu graciosamente marquei o debate na TV Folha e atendi aos anseios deles. Agora, é o tal negócio: quem fala o que quer ouve o que não quer. 😉

          2. Concordo com você em todas as “trucadas” no debate, mas discordo dessa linha de pensamento. Posso te desafiar para uma partida de futebol, mas você não tem o direito de me humilhar por ser melhor que eu na bola (não estou dizendo que você humilhou o Geva, só acho que ficou uma situação desconfortável).

          3. Irineu, na verdade, acho que se, por humilhar, entende-se fazer jogadas de efeito que o público vá apreciar sem levar em conta os seus sentimento, eu teria todo o direito de te humilhar. Não poderia te ofender. Isso jamais. Como também não xinguei o Gevaerd. Mas enfatizar, com todos os meios que eu tinha à disposição, inclusive o humor, quão sem sentido são as ideias que ele defende, acho que estava dentro das regras do jogo.

            Ademais, confesso que eu estava imbuído de um espírito de retribuição, depois de ter ouvido relatos de muitos cientistas que se aventuraram a debater com ufólogos e foram massacrados — não intelectualmente, pois isso não é possível, mas na base do atropelo mesmo. Achei que seria legal o ufólogo ser o pressionado, só para variar.

            E a atitude combativa extraiu várias assertivas importantes do Gevaerd: “Ufologia não é ciência.” “Tirando relatos testemunhais, sobra muito pouco.”

            Eu diria que “mission accomplished”. 🙂

          4. A tal entrevista com o Gevaerd e este tópico só vieram a deixar claro o que alguns aqui já sabem há tempo….. o Salvador é o alter-ego por trás do EuTM. Como dono do blog, ele tem que manter um mínimo de compostura, da qual ele faz questão de se despir ao assumir seu personagem favorito.

          5. Certo. Então explique por que o EuTM ficou um mês fora, de férias, e eu fiquei aqui respondendo a todos aqueles comentários bizarros do Diogo Morelli, que aliás eu continuo a responder, às vezes até grosseiramente, mesmo sem usar o meu suposto pseudônimo??

            Aliás, quem aqui gosta de se fazer passar por outras pessoas é você, que, apenas algumas horas atrás, tentou postar comentários com o meu nome… Hahaha. Faz-me rir. Aqui não, bonitão. Vá trollar em outras bandas…

        2. Se eu quisesse me passar por você, não usaria o email Troll do Século. Foi apenas uma brincadeira, ou, digamos, uma metabrincadeira. 🙂

          E se eu te fiz rir, tanto melhor, o mundo está precisando de bom humor.

          Os comentários, digamos, pitorescos do Diogo devem ter sido o gatilho que fez tua paciência acabar e “chamar” o EuTM de volta. Aliás, as datas batem.

          De dupla personalidade e de esquizofrenia eu entendo, e defendo democraticamente o direito de todos à loucura.

          1. Essa discussão sobre eu ser o EuTM é velha. Você chegou tarde para ela. O EuTM se tornou meu amigo. Estava de férias, viajando com a patroa dele pelo Oriente, numa situação muito melhor que a minha, com o Diogo Morelli. Você quer acreditar que nós somos a mesma pessoa? Go ahead. Não somos. Mas não vai mudar nada você acreditar nisso.

            Fato é: você quis, brincadeira ou não, se passar por mim, e agora diz ter um bom entendimento de dupla personalidade e de esquizofrenia. Será que toda essa fantasia… não está na sua cabeça? Fique de boa, aí, meu amigo. Devíamos discutir ciência, que é para isso que esse espaço se presta. Estou realmente cansado de debater asneira por aqui…

        3. Se eu quisesse me passar por você, não teria postado tamanha asneira com seu nome, email Troll do século, sabendo que você ia ver e trocar. Chato, sim. Louco, às vezes. Má-fé nunca.

          1. Então vamos tentar modular aí o chato pro nível mínimo e, de resto, seja bem-vindo ao espaço! 😉

    3. Desenterrando defunto ou esse debate é novo? O único debate que assisti entre eles é antigo e achei que o Salvador foi até equilibrado nas respostas, não vi nenhum destrato nele.

  5. Parece esses jogos novos na nuvem, que quanto mais usuários entram mais aumentam os cenários…as maquinas vão melhorando e aprendendo, deixando o jogo sempre interessante…bem vindos a Matrix !

    1. Sim, Betelgeuse, se bem me lembro, foi a primeira estrela a ser “resolvida” ao telescópio, ou seja, ao se mostrar como um disco, em vez de um ponto! 🙂

    2. Apesar de sua ótima definição em observações diretas, não creio que Betelgeuse seja objeto ideal pra observar as manchas, é uma gigante vermelha no final da vida, tão gigantesca e com fotosfera tão expandida, instável e irregular que acredito que nem deva emitir massa coronal como a solar. Acho que o ideal seria procurar em estrelas mais similares ao sol. É mais ou menos por aí, mestre Salvador?

      1. Antonio, o ponto é que, como a Rachael diz na entrevista, ainda não temos interferômetro para ver manchas em estrelas similares ao Sol, na sequência principal. Por ora, só as gigantes de um tipo muito particular. Betelgeuse não se encaixa, mas pode vir a se encaixar com mais facilidade do que uma estrela similar ao Sol.

        1. Entendi.. mas nem o supertelescópio James Web conseguiria observar em pormenores uma estrela parecida com o sol nas cercanias do sistema solar num raio de 5pc por exemplo? Deve ter umas 15~20 estrelas, pelo menos uma é parecida.

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