Fenômeno Astrofísico: estrela Eta Carinae está prestes a se apagar

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O fenômeno, conhecido como "apagão de Eta Carinae" ocorre quando uma das estrelas do sistema binário, a menor e mais quente, penetra na atmosfera da companheira, maior e mais fria. O resultado é uma espécie de eclipse estelar de alta energia, que faz com que certas faixas do espectro eletromagnético, em especial os raios X, sejam bloqueados.

Isso começará a acontecer a partir de 23 de julho de 2014 e será acompanhado aqui da Terra.

Segundo o professor Augusto Damineli, pesquisador do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo, o apagão não ocorre apenas em decorrência da passagem de Eta Carinae A na frente de Eta Carinae B, as duas estrelas envolvidas diretamente no processo.

Utilizando dados registrados em diversos telescópios da América do Sul durante o último apagão do objeto, Damineli e seu colega Mairan Teodoro concluíram que o evento é constituído de uma série de fenômenos distintos e entrelaçados.

"O apagão é a combinação da entrada de Eta B dentro do vento solar de eta A, somado ao eclipse propriamente dito e por fim do colapso da estrutura de colisão (choque) entre os ventos das estrelas", explicou Damineli.

O tempo estimado de duração do apagão é de cerca de 90 dias, sendo de 30 dias a fase do eclipse. O tempo restante pode ser creditado ao intrincado mecanismo associado ao colapso dos ventos estelares.

Como acontece o apagão de Eta Carinae
Para entender exatamente o que ocorre é necessário explicar que Eta Carinae é um sistema binário, composto de duas grandes estrelas que orbitam entre si. A principal e maior é Eta Carinae A, de aproximadamente 90 massas solares e a segunda é Eta Carinae-B, bem menor, com cerca de 36 massas solares e dez vezes menos brilhante.

Parte do fenômeno do apagão já era já razoavelmente conhecido e estudado - inclusive pelos próprios pesquisadores brasileiros - e é atribuído, como explicado, à passagem de Eta Carinae A na frente de Eta Carinae B. A outra parte do evento é entendida como a interação dos ventos das duas estrelas.

No entender dos cientistas, após o término do eclipse os dois objetos estarão se aproximando do ponto da menor distância entre eles, chamado periastro, que é da ordem de 230 milhões de quilômetros. Neste momento, os ventos de Eta Carinae A passam a dominar o sistema duplo e bloqueiam os ventos da estrela menor Eta Carinae B, soprando-os de volta à superfície.

Ocorre então o que é chamado de colapso da zona de colisão dos ventos estelares, que até aquele instante estavam em equilíbrio. Isso, segundo os pesquisadores, trás duas consequências imediatas: o bloqueio da emissão de raios-x que chegam à Terra e o mais interessante, promove emissão eletromagnética no comprimento do ultravioleta. Em outras palavras, em pleno apagão de raios-x ocorre um clarão em ultravioleta, fenômeno que nunca havia sido observado.

Linha espectral
Esse inesperado brilho no ultravioleta já havia sido registrado pelos brasileiros durante o último apagão da estrela, ocorrido em 2009 e detectado de forma indireta por meio do registro de uma fraca linha espectral de gás hélio duplamente ionizado, a Hell 4686 A. Essa linha, identificada em um equipamento chamado espectrógrafo, é uma espécie de assinatura característica da existência de uma fonte de raios ultravioleta naquela região.

“O sinal do hélio ionizado que vimos durante o apagão de 2009 é apenas 20% maior do que o limite capaz de ser medido por telescópios”, disse Damineli. Segundo ele, isso equivale ao brilho de 10 mil sóis no comprimento de onda do ultravioleta extremo.

Será visível?
Embora o bloqueio eletromagnético ocorra em uma ampla gama do espectro eletromagnético, a variabilidade luminosa no comprimento de onda da luz visível é pequena, por isso o fenômeno só foi descoberto em 1992, embora esta estrela é monitorada há mais de 200 anos.

A observação do apagão ganha seu esplendor quando observado no seguimento das altas energias e também nas linhas espectrais do helio duplamente ionizado e do helio uma vez ionizado, visível no espectro ótico.

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Experimento
Um dos experimentos mais interessantes está sendo feito pelo astrônomo amador Rogério Marcon, a partir de seu observatório localizado em Campinas, SP e consiste em fazer uma imagem por dia de Eta Carinae através de um espectroscópio caseiro, construído por ele mesmo. Isso permitirá a Marcon confirmar as diversas fases do apagão através do desaparecimento da linha espectral de 6678 angstroms, relativa ao helio uma vez ionizado, situada na região do vermelho. Animando-se o gráfico será possível "ver" o início, meio e fim do apagão.

Fases do apagão
O periastro terá início em dia 23 de julho, quando os ventos de Eta Carinae A passam a dominar o sistema duplo e bloqueiam os ventos da estrela menor Eta Carinae B, soprando-os de volta à superfície. Essa fase deverá durar até 2 de agosto.

Entre 11 de agosto e 30 de setembro ocorrerá a fase do colapso dos ventos estelares, quando a emissão de ultravioleta produzida pelo hélio duplamente ionizado atingirá o seu pico no comprimento de onda de 4686 angstroms.

"Embora tenhamos proposto a existência de um colapso dos ventos, os detalhes desse mecanismo ainda precisam ser monitorados e explicados. Este é o objetivo principal do nosso estudo em 2014", disse Damineli.

Eta Carinae e suas explosões
Eta Carinae é um objeto gigantesco e distante. Não é possível de ser visto à vista desarmada, mas pode ser encontrada com auxílio de binóculo ou telescópio na constelação da Carina, situada ao lado do Cruzeiro do Sul.

Seu diâmetro é de cerca de 135 milhões de quilômetros e sua luminosidade chega a ser 5 milhões de vezes maior do que a do Sol. Quando entra no período de blecaute, deixa de emitir radiação no espectro de raios X, ultravioleta e ondas de rádio.

Estrelas muito grandes como Eta Carinae esgotam seu combustível muito rapidamente devido à sua grande massa e alta luminosidade. De acordo com os cientistas, Eta Carinae pode explodir como uma supernova ou hipernova a qualquer momento.

“Quando explodir, sua morte deverá produzir uma explosão de raios gama, o tipo de evento mais energético que ocorre no Universo”, afirma Damineli.

Há 170 anos, a megaestrela entrou em sua fase terminal. Desde então sofre grandes explosões e perde matéria da ordem de dezenas de massas solares, o que aumenta temporariamente seu brilho.

Em 1843, uma nova explosão fez a Eta Carinae brilhar 10 vezes mais que o habitual, rivalizando em intensidade com Sirius, a estrela mais brilhante do céu noturno. Algumas fontes afirmam que o brilho foi tão intenso que era possível ver Eta Carinae em pleno dia durante muitos meses, mas segundo o astrônomo brasileiro Alexandre Amorim, essa informação não consta nos principais catálogos oficiais de estrelas variáveis ou Atlas Celeste.

No topo, Eta Carinae observada em junho de 1996 pelo telescópio espacial Hubble. Há 170 anos a estrela sofreu uma forte explosão que produziu dois gigantescos lóbulos. Na sequência, Augusto Damineli fala sobre o evento. Acima, gráfico do espectrógrafo de Rogério Marcon mostrando a linha espectral que deverá sumir durante o evento. Créditos: Nathan Smith (University of California, Berkeley), NASA, Fapesp, Rogério Marcon, Apolo11.com.