O telescópio ALMA observa a estrela supergigante R Leporis com um pormenor sem precedentes
O telescópio ALMA conseguiu, pela primeira vez, revelar o aspeto da estrela supergigante R Leporis. Apesar de se tratar de uma estrela muito distante da Terra, cerca de 1100 anos-luz, as observações recentes mostram pormenores da sua superfície nunca antes observados. Este resultado foi obtido graças à técnica de interferometria e a um novo sistema de calibração.
As estrelas, mesmo que sejam centenas de vezes maiores do que o Sol, estão tão distantes que continuam a parecer pontuais. Foi assim até há algumas décadas, quando começaram a ser utilizadas técnicas interferométricas, graças às quais se tornou possível "resolver" as estrelas (ou seja, vê-las já não pontuais) e medir o seu tamanho.
O progresso tecnológico contínuo permite-nos dispor de instrumentos (telescópios e detetores) e de técnicas de observação que permitem atualmente observar objectos cada vez menos luminosos e com cada vez mais pormenor.
O exemplo mais recente dos resultados deste progresso tecnológico na instrumentação e nas estratégias de observação é-nos oferecido pelo telescópio ALMA com a observação da estrela supergigante R Leporis. O ALMA conseguiu resolver o disco desta estrela, mostrando algumas características anteriormente não observadas.
Vejamos em conjunto as características instrumentais e a estratégia de observação que conduziram a este resultado.
De que depende a potência de um telescópio
O tamanho do espelho primário de um telescópio determina a quantidade de luz que o telescópio pode recolher. Quanto maior for o seu diâmetro, mais luz da estrela pode recolher.
O tamanho do espelho primário de um telescópio também determina o seu poder de resolução, ou seja, a sua capacidade de resolver (ou seja, distinguir) objetos muito próximos ou detalhes muito próximos do mesmo objeto.
Quanto maior for o diâmetro, maior será a capacidade de ver pormenores cada vez mais pequenos.
É por isso que estão a ser construídos telescópios com espelhos cada vez maiores. Considere-se que o telescópio ELT, Extremely Large Telescope, atualmente em construção, terá um espelho primário com um diâmetro de 39 metros, constituído por 798 espelhos hexagonais individuais, cada um com 1,4 metros de diâmetro.
Para além da construção de telescópios com espelhos cada vez maiores, desenvolveu-se ao longo dos anos uma técnica, a interferometria, que está a ser aplicada com grande sucesso às observações astronómicas. Em termos muito simples, se dois telescópios colocados, por exemplo, a uma distância de 50 metros um do outro observarem a mesma estrela e a luz recolhida por eles for adequadamente combinada (feita interferir), o resultado é como se a estrela tivesse sido observada por um único telescópio mas com um espelho de 50 metros.
O telescópio ALMA
O ALMA, sigla de Atacama Large Millimeter Array (situado no deserto de Atacama, na Cordilheira dos Andes, no Chile) é um telescópio absolutamente único, constituído por uma rede de nada menos que 66 telescópios, chamados antenas porque observam em comprimentos de onda milimétricos.
A radiação recolhida por cada antena é enviada para uma estação que, utilizando técnicas interferométricas, a combina para produzir uma única imagem do objeto observado, mas como se fosse observada por um único telescópio tão grande como toda a rede.
No caso do ALMA, é possível variar a distância entre as antenas, chegando a uma distância máxima de 16 km. Assim, é como se um telescópio com um espelho de 16 km de diâmetro estivesse a observar e a quantidade de radiação recolhida fosse a soma da recolhida pelas 66 antenas. Além disso, cada antena é capaz de receber radiação em diferentes bandas de frequência (quanto maior a frequência, maior o poder de resolução).
A supergigante R Leporis foi observada pelo ALMA na sua configuração de mais alta resolução e com uma nova técnica de calibração, e os resultados são verdadeiramente notáveis.
Os autores deste estudo basearam-se nas observações ALMA de R Leporis, assinadas pela primeira vez pelo astrónomo Y. Asaki e que será brevemente publicado no Astrophysical Journal, para mostrar a alta resolução das suas observações, dizem que com esta resolução se poderia ver um autocarro de 10 metros na superfície da Lua.
A supergigante R Leporis
Supergigantes são estrelas muito mais massivas que o Sol, em estágios evolutivos muito mais avançados que o Sol. Está localizada na constelação da Lebre, a uma distância de cerca de 1100 anos-luz da Terra. É uma daquelas estrelas que concluem a sua evolução com uma explosão de supernova, libertando para o espaço circundante grandes quantidades de elementos pesados que foram produzidos no seu interior.
O ALMA foi utilizado com uma configuração de antena à máxima distância mútua e uma nova técnica de calibração, cuja combinação aumentou o seu poder de resolução por um fator de 15. A imagem acima mostra a diferença entre observações anteriores de R Leporis, também feitas com o ALMA, em que não se vê qualquer detalhe, e a obtida com a nova técnica, em que se veem vários detalhes.
A supergigante R Leporis foi observada nas bandas eletromagnéticas do milímetro. Isto resultou na imagem de capa, na qual o disco da estrela está completamente resolvido e nela se podem distinguir regiões dominadas por diferentes mecanismos de emissão de radiação eletromagnética. A laranja mostra a emissão no sub-milímetro que tem origem na superfície da estrela, enquanto a azul mostra a emissão do cianeto de hidrogénio presente no envelope atmosférico da estrela. Finalmente, as observações mostram que a estrela está rodeada por uma estrutura anelar formada por gás que escapa gradualmente da estrela para o espaço circundante.
O potencial extremamente elevado do ALMA para a resolução de imagens de estrelas supergigantes já tinha sido testado no passado com a observação da estrela Betelgeuse, da qual o ALMA tinha mostrado o disco estelar resolvido e a presença de assimetrias na sua emissão de radiação.
O ALMA não deixará de produzir outras imagens igualmente notáveis.