Uma imagem de Betelgeuse tirada em comprimentos de onda sub-milímetros pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Mostra uma secção de gás quente ligeiramente protuberante da atmosfera alargada da estrela gigante vermelha. Alguns dos dados utilizados para calcular a última paralaxe para Betelgeuse vieram de observações da ALMA. Imagem via ALMA.

Betelgeuse, a estrela vermelha brilhante na constelação de Orion, o Caçador, está na fase final da sua vida estelar. Os astrónomos há muito que pensam que um dia irá explodir para se tornar uma supernova. Em finais de 2019 e princípios de 2020, Betelgeuse gerou muitas conversas nas redes sociais entre os astrónomos. Perguntaram-se, de certa forma a brincar, se uma explosão estaria iminente, porque a estrela se atenuou, sem precedentes, numa quantidade notável desde finais de Outubro de 2019. À medida que as notícias foram sendo divulgadas, muitas pessoas perguntaram-se a que distância estava Betelgeuse de nós e se uma explosão poderia prejudicar a vida na Terra. A boa notícia é que se Betelgeuse explodir, está suficientemente perto para dar um espectacular espectáculo de luzes, mas suficientemente longe para não nos causar qualquer dano na Terra. Para responder primeiro à questão da distância, Betelgeuse está a cerca de 724 anos-luz de distância. Mas obter essa resposta, mesmo para uma estrela relativamente próxima, é surpreendentemente difícil.

É apenas nos últimos 30 anos, com a utilização de novas tecnologias, que os astrónomos obtiveram medições mais precisas da distância a Betelgeuse e outras estrelas próximas. Este avanço começou em 1989, quando a Agência Espacial Europeia (ESA) lançou um telescópio espacial chamado Hipparcos, com o nome do famoso astrónomo grego Hipparchus. Ao longo de vários anos de observações, o telescópio espacial Hipparcos forneceu dados de paralaxe e distância para mais de 100.000 estrelas relativamente próximas.

As medidas tornaram-se a base para a maioria das distâncias estimadas às estrelas que se vêem hoje.

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Quando visto de dois locais, há uma ligeira mudança na posição de uma estrela próxima em relação às estrelas de fundo distantes. Para observações sobre a Terra, com um intervalo de seis meses, a separação entre esses dois locais é o diâmetro da órbita da Terra. O ângulo alfa é o ângulo da paralaxe. Imagem via P.wormer / Wikimedia Commons.

Os dados originais de Hipparcos deram uma paralaxe de 7,63 milliarcsegundos para Betelgeuse; isto é cerca de um milionésimo da largura da lua cheia. Cálculos baseados nessa paralaxe produziram uma distância de cerca de 430 anos-luz.

No entanto, Betelgeuse é o que é conhecido como uma estrela variável porque o seu brilho flutua com o tempo (dito isto, a excitação recente sobre o escurecimento de Betelgeuse é porque é o maior mergulho em brilho alguma vez observado). E aí começou a dificuldade em estimar a distância de Betelgeuse.

É porque estudos subsequentes encontraram um erro nos métodos utilizados para reduzir os dados de Hipparcos para estrelas variáveis. Um esforço para corrigir esses erros deu uma paralaxe de 5,07 milliarcossegundos, alterando a distância estimada de Betelgeuse de 430 anos-luz para cerca de 643 anos-luz, mais ou menos 46 anos-luz.

Mas espere, há mais. Em 2017, os astrónomos publicaram novos cálculos que refinaram ainda mais a paralaxe do Betelgeuse para 4,51 milliiarcseconds. Esta nova análise dos dados de Hipparcos incluiu também observações de vários radiotelescópios terrestres. Isto colocou Betelgeuse a uma distância de cerca de 724 anos-luz, ou, mais precisamente, entre 613 e 881 anos-luz quando as incertezas dos dados estão incluídas.

Vocês devem saber que a missão de astrometria Gaia da Agência Espacial Europeia tem o objectivo de fazer um mapa tridimensional da nossa galáxia da Via Láctea. Na altura do seu segundo lançamento de dados em Abril de 2018, a ESA disse que os dados de Gaia já tinham tornado possível:

… o catálogo de estrelas mais rico até à data, incluindo medições de alta precisão de quase 1,7 mil milhões de estrelas.

Yet Betelgeuse não é uma dessas estrelas, e Gaia não será usada para encontrar uma distância mais precisa para Betelgeuse. A razão é que o Betelgeuse é demasiado brilhante para os sensores da nave espacial.

Um mapa de Orion, o Caçador, mostrando a localização de Betelgeuse. Imagem via IAU / Sky & Revista Telescope / Wikimedia Commons.

Uma palavra sobre paralaxe. Já alguma vez viu um objecto próximo de dois locais diferentes, e notou como a sua posição mudou em relação a pontos de referência distantes? Esse é o efeito chamado paralaxe. Para obter uma estimativa da distância, são obtidas medições da posição de uma estrela próxima no céu em relação a estrelas de fundo distantes, com um intervalo de seis meses. Durante esse tempo, a Terra viajou para o lado oposto da sua órbita, pelo que os dois locais estão separados pelo diâmetro da órbita da Terra, cerca de 186 milhões de milhas (300 milhões de km). A diferença na posição relativa da estrela próxima nos dois locais permite aos astrónomos obterem um ângulo de paralaxe, e calcular uma distância até à estrela próxima.

Astrónomos gregos antigos compreenderam o conceito de paralaxe, mas faltava-lhes a tecnologia para fazer medições angulares muito finas no céu. Como resultado, todas as medições da paralaxe estelar falharam até que o astrónomo alemão Friedrich Bessel conseguiu, em 1838. Ele utilizou um telescópio, e mesmo que os seus dois locais de observação estivessem em lados opostos da órbita da Terra, ele mal foi capaz de fazer um pequeno deslocamento angular. Mas foi o suficiente para determinar uma distância de 11 anos-luz a uma estrela próxima chamada 61 Cygni.

Desde o tempo de Bessel até ao lançamento de Hipparcos em 1989, apenas alguns milhares de paralaxes tinham sido determinados. O processo foi dificultado por uma série de factores, incluindo os ângulos extremamente pequenos envolvidos, imperfeições nos instrumentos, e talvez acima de tudo, a obscuridade da própria atmosfera da Terra. As observações da Terra, mesmo de locais muito claros e escuros, tais como desertos e montanhas, são desfocadas por distorções na atmosfera.

Hipparcos, ao obter observações do espaço a partir de 1989, ultrapassou as limitações impostas pela atmosfera terrestre para obter dados posicionais das estrelas com uma precisão sem precedentes para aquela época. Os astrónomos continuam a aperfeiçoar estas medições com novas inovações em instrumentos e análise de dados, utilizando observatórios terrestres e espaciais.

Bottom line: A medição da distância a Betelgeuse tem sido particularmente difícil porque se trata de uma estrela variável. Cálculos complexos baseados em dados do telescópio espacial Hipparcos e radiotelescópios baseados no solo indicam que está a cerca de 724 anos-luz de distância.

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