Estrela de carbono
R Sculptoris
Uma gigante vermelha de carbono cercada por uma espiral de gás, prova de que existe uma segunda estrela invisível dando voltas em torno dela.
Crédito ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Maercker et al. ESO CC BY 4.0
- Tipo
- Estrela de carbonoSIMBAD: C*
- Distância
- 1.200 anos-luzpublicadores declaram de 1.200 a 1.500 anos-luz; aqui vale o comunicado de 2018
- Constelação
- EscultorScl
- Observado por
- Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope Interferometer, Hubble Space Telescope
- Imagem publicada
- outubro de 2012
- Original do acervo
- 3.600 × 2.250 px8 megapixels
R Sculptoris é uma estrela na constelação do Escultor, a cerca de 1.500 anos-luz da Terra segundo a distância declarada pelo publicador das imagens. No SIMBAD ela aparece como V* R Scl, com o código de tipo C*, que identifica uma estrela de carbono. É uma gigante vermelha em estágio avançado, muito maior e muito mais fria que o Sol, e que já expulsou uma quantidade considerável da própria matéria para o espaço em volta.
O que colocou R Sculptoris no mapa da divulgação científica foi uma imagem feita pelo radiotelescópio ALMA em 2012. Ela mostra, dentro da casca de gás que envolve a estrela, uma espiral bem definida. Espirais não se formam sozinhas em torno de uma estrela isolada, porque uma estrela isolada perde massa de forma aproximadamente simétrica. A espiral é a assinatura de uma segunda estrela, orbitando, cuja gravidade organiza o material expelido num rastro que se enrola.
A companheira nunca foi vista diretamente nas imagens do acervo. Ela é deduzida da forma do gás, o que faz de R Sculptoris um bom exemplo de como a astronomia enxerga o invisível: pelo efeito que ele causa em algo visível. Os três registros reunidos aqui atacam o mesmo objeto em escalas e comprimentos de onda muito diferentes, do rádio submilimétrico do ALMA ao infravermelho próximo da interferometria do VLT e à luz visível do Hubble.
O que é uma estrela de carbono?
Estrelas passam a maior parte da vida fundindo hidrogênio em hélio no núcleo. Quando o hidrogênio central acaba, uma estrela de massa parecida com a do Sol incha, esfria na superfície e entra numa fase instável em que camadas de hélio se acendem em pulsos. Cada pulso desses agita o interior e traz para a superfície material processado pelas reações nucleares, principalmente carbono. O processo é chamado de dragagem.
Normalmente uma atmosfera estelar tem mais oxigênio do que carbono, e quase todo o carbono acaba preso em moléculas de monóxido de carbono. Quando as dragagens sucessivas invertem essa proporção e o carbono passa a superar o oxigênio, o excedente fica livre para formar outras moléculas e, mais importante, grãos sólidos de fuligem. Essa é a definição de estrela de carbono, e é ela que dá a essas estrelas uma cor avermelhada notável, porque a fuligem bloqueia preferencialmente a luz azul.
Estrelas assim são fábricas de poeira. Boa parte dos grãos de carbono que circulam pela galáxia, e que mais tarde entram na composição de discos protoplanetários, saiu de atmosferas como a de R Sculptoris. O envelope que a rodeia não é resíduo inútil: é matéria-prima devolvida ao meio interestelar.
Por que existe uma espiral em volta dela?
A imagem do ALMA revelou duas estruturas ao mesmo tempo. Uma é uma casca esférica de gás, resultado de um episódio breve e intenso de perda de massa. A outra é uma espiral interna, contínua, que preenche o espaço entre a estrela e a casca. As duas contam histórias diferentes: a casca é um evento pontual, a espiral é um processo permanente.
A interpretação divulgada com a imagem é que a casca foi lançada por um pulso térmico ocorrido há cerca de 1.800 anos, que durou aproximadamente 200 anos. Depois desse episódio, a estrela voltou a perder massa em ritmo mais lento e contínuo. Como existe uma companheira orbitando, o material que sai vai sendo curvado pelo movimento orbital, e a soma de saída constante com giro constante produz exatamente uma espiral.
A analogia mais direta é a de um aspersor de jardim girando. A água sai em linha reta a partir do bico, mas como o bico gira, o desenho que se forma no ar é uma espiral. Medindo o espaçamento entre as voltas e sabendo a velocidade do gás, dá para estimar o período orbital do par. É por isso que uma foto de gás vira, na prática, uma medida sobre uma estrela que ninguém enxergou.
Como o ALMA enxerga o que nenhum telescópio óptico vê?
O metadado da imagem do ALMA declara um único canal, em 870 micrômetros, correspondente à banda 7 do observatório. Isso é rádio submilimétrico, cerca de mil vezes mais longo que a luz visível. Nessa faixa não se enxerga a estrela: enxerga-se a emissão de moléculas frias, em especial o monóxido de carbono, distribuídas pelo envelope em volta.
A vantagem é decisiva. O gás do envelope está a temperaturas baixas demais para brilhar em luz visível, e a fuligem produzida pela própria estrela bloqueia boa parte do que restaria. Em submilimétrico, o envelope se torna o objeto principal e o brilho ofuscante da estrela deixa de ser um problema. É a diferença entre fotografar a lâmpada e fotografar a fumaça.
Há outra vantagem, menos óbvia. Um radiotelescópio como o ALMA mede não só a intensidade, mas também a velocidade do gás em cada ponto, pelo deslocamento da frequência da linha molecular. Isso permite reconstruir a estrutura em três dimensões: não apenas onde o gás está no céu, mas a que distância ao longo da linha de visada. A imagem do acervo é rotulada como visualização de dados justamente porque nasce dessa reconstrução, e não de um registro fotográfico direto.
O que a interferometria acrescentou?
A imagem de 2018 feita com o instrumento PIONIER usa um comprimento de onda de 1.680 nanômetros, na banda H do infravermelho próximo, e emprega uma técnica diferente: interferometria. Em vez de um espelho único, ela combina a luz captada por vários telescópios separados por dezenas de metros, obtendo resolução equivalente à de um instrumento do tamanho da separação entre eles.
É a única maneira de chegar perto da superfície de uma estrela que não seja o Sol. Estrelas são, para qualquer telescópio comum, pontos sem dimensão. Só as gigantes mais próximas, como R Sculptoris, oferecem tamanho aparente suficiente para que a interferometria mostre estrutura, e mesmo assim o que se obtém é um mapa grosseiro, não uma fotografia detalhada.
O título original dessa imagem descreve a estrela largando a própria pele, e a metáfora é apropriada. O que a interferometria alcança é a região onde a atmosfera estelar deixa de estar ligada à estrela e começa a se transformar em vento, condensando os primeiros grãos de poeira. É o ponto exato em que a matéria muda de dono, saindo da estrela e passando ao meio interestelar.
Por que o tamanho aparente aparece como zero?
Na ficha de R Sculptoris, o tamanho aparente registrado é de zero minuto de arco. Isso não significa que a estrela não tenha tamanho: significa que ela é pequena demais no céu para que o catálogo registre um valor em minutos de arco. Um minuto de arco é a trigésima parte da largura da Lua cheia, e nenhuma estrela chega perto disso vista da Terra.
A escala relevante aqui é outra, milhares de vezes menor. É por isso que separar a estrela do envelope, ou detectar a estrutura da superfície, exige interferometria ou radiotelescópio de longa linha de base. O mesmo motivo explica por que as imagens do PIONIER e do Hubble no acervo aparecem com campo declarado de zero por zero minuto de arco: o campo é pequeno demais para ser expresso nessa unidade.
O desvio para o vermelho registrado, z igual a menos 0,00002, também merece leitura cuidadosa. O sinal negativo indica aproximação, não afastamento, e o valor corresponde a poucos quilômetros por segundo. Para uma estrela da própria Via Láctea, esse número não tem nada a ver com expansão do universo: é apenas o movimento dela em relação ao Sol dentro da galáxia.
Os números deste objeto
| Distância | 1.500 anos-luzdeclarada pelo publicador das imagens |
|---|---|
| Constelação | Escultor (Scl) |
| Identificação principal | V* R SclSIMBAD |
| Classificação | C*, estrela de carbonoSIMBAD |
| Desvio para o vermelho | z = -0,00002, sinal negativo indica aproximação |
| Coordenadas J2000 | AR 21,7421 graus, Dec -32,5432 graus |
| Imagens no acervo | 3 |
O que reparar nesta imagem
- A espiral dentro da cascaA estrutura enrolada no interior do envelope não é ruído nem artefato de processamento. É o rastro do material que sai da estrela enquanto uma companheira invisível gira em torno dela.
- O contorno bem definido da casca externaA borda relativamente nítida marca o episódio breve e intenso de perda de massa. Casca com borda definida quer dizer evento pontual, não vazamento contínuo.
- O rótulo de visualização de dadosA imagem do ALMA é declarada como visualização de dados, e não fotografia. Ela nasce da reconstrução tridimensional feita a partir de intensidade e velocidade medidas em cada ponto.
- O tamanho de cada campoAs imagens do PIONIER e do Hubble têm campo declarado de zero por zero minuto de arco. O campo real é pequeno demais para caber nessa unidade, o que dá a medida de quanto é preciso ampliar.
Por que esta imagem tem essas cores
Estas cores não são as que seus olhos veriam. Parte da luz registrada está fora da faixa visível, então cada filtro recebeu uma cor para que a informação pudesse aparecer numa tela.
ultravioletainfravermelho e ondas de rádio
- Pseudocolorondas milimétricas · ALMA Band 7870 µminvisível ao olho
Estes dados vêm do metadado publicado pelo próprio ESO junto com a imagem, filtro por filtro. Nada aqui é estimativa nossa.
Que tamanho é isso, de verdade
A luz desta imagem levou 1.200 anos para chegar até o telescópio. Você não está vendo o objeto como ele é hoje, e sim como ele era por volta da chegada das primeiras naus portuguesas ao litoral brasileiro.
Dá para ver isso daqui?
Agora este objeto está acima do horizonte de São Paulo, SP, em boa altura, a 29° de altura, na direção SE.
Deste lugar, o ponto mais alto que ele alcança no céu é 81 graus acima do horizonte.
Este objeto não é visível a olho nu. A imagem existe porque um telescópio acumulou luz por muito tempo, com instrumentos que enxergam faixas que o olho humano não alcança.
Quanto já se olhou para aqui
- 31registros do Hubble
- 3registros do GALEX
Contagem de observações arquivadas no Mikulski Archive for Space Telescopes, o repositório público operado pelo Space Telescope Science Institute, para uma busca num raio de 1,2 minutos de arco em torno da coordenada deste objeto. Um registro é um produto de observação, e não uma noite de telescópio nem uma fotografia: uma única campanha científica costuma render dezenas deles. O número serve para comparar a atenção que cada objeto recebeu, não para contar fotos.
O que ainda não se sabe
Não se conhece a massa nem o período orbital da companheira de R Sculptoris com precisão. O que existe é a inferência a partir do espaçamento entre as voltas da espiral, e ela depende de suposições sobre a velocidade de expansão do gás. Também segue em discussão quanta massa a estrela devolve ao meio interestelar por ano, número que importa para calcular a contribuição de estrelas de carbono ao estoque de poeira da galáxia. Um terceiro ponto aberto é a regularidade dos pulsos térmicos: quanto tempo separa um do outro e se o intervalo é estável ao longo da vida da estrela.
Divulgação que só conta o que já está resolvido dá a impressão errada de que a astronomia acabou. Ela não acabou, e este bloco existe para separar o que está estabelecido do que continua em disputa entre pesquisadores.
Uma coisa que quase ninguém sabe
A fuligem produzida por estrelas de carbono como R Sculptoris é quimicamente parecida com a fumaça de uma vela. Grãos desse tipo, espalhados pelo meio interestelar, entram na composição das nuvens onde nascem novas estrelas e planetas, o que faz do carbono do nosso corpo um produto reciclado de gerações estelares anteriores.
Outras imagens deste objeto
Crédito ESA/Hubble & NASA ESA/Hubble CC BY 4.0
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A licença CC BY 4.0 permite usar a imagem, inclusive comercialmente, desde que o crédito apareça inteiro e visível junto dela. Copie o crédito acima junto com o arquivo.
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Créditos das imagens desta página
Todas as imagens deste acervo são publicadas sob licença Creative Commons Attribution 4.0 pelos observatórios que as produziram, e o crédito exigido por cada uma vem abaixo, na íntegra.
- Galáxia do Escultor
- Galáxia NGC 300
- Abell 2744, o Aglomerado de Pandora
Crédito NASA, ESA, ESO, CXC, and D. Coe (STScI)/J. Merten (Heidelberg/Bologna) ESA/Hubble CC BY 4.0
- Galáxia Roda de Carroça
- Eta Carinae
Crédito NASA, ESA, N. Smith (University of Arizona, Tucson), and J. Morse (BoldlyGo Institute, New York) ESA/Hubble CC BY 4.0
- Betelgeuse
Crédito ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin. ESA/Hubble CC BY 4.0
- Fomalhaut
Crédito NASA, ESA, P. Kalas (UC Berkeley), J. DePasquale (STScI) ESA/Hubble CC BY 4.0
- Beta Pictoris
Crédito NASA, ESA, D. Golimowski (Johns Hopkins University), D. Ardila (IPAC), J. Krist (JPL), M. Clampin (GSFC), H. Ford (JHU), and G. Illingworth (UCO/Lick) and the ACS Science Team ESA/Hubble CC BY 4.0
- V838 Monocerotis
Crédito NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI) ESA/Hubble CC BY 4.0
- AG Carinae
Crédito ESA/Hubble and NASA, A. Nota, C. Britt ESA/Hubble CC BY 4.0
Perguntas frequentes
- O que é R Sculptoris?
- R Sculptoris é uma gigante vermelha de carbono na constelação do Escultor, a cerca de 1.500 anos-luz da Terra segundo a distância declarada pelo publicador das imagens. No SIMBAD ela aparece com o código C*, que designa estrelas cuja atmosfera tem mais carbono do que oxigênio. A estrela está em estágio avançado de vida, perde massa continuamente e é cercada por um envelope de gás e poeira que contém uma casca externa e uma espiral interna bem definida.
- Por que existe uma espiral em volta de R Sculptoris?
- Porque existe uma segunda estrela orbitando o sistema. Uma estrela isolada perde massa de forma aproximadamente simétrica e produziria uma casca esférica, sem espiral. Quando há uma companheira, o material que sai vai sendo curvado pelo movimento orbital, e a combinação de fluxo contínuo com giro contínuo desenha uma espiral, pelo mesmo princípio de um aspersor de jardim girando. A companheira nunca apareceu diretamente nas imagens: ela é deduzida da forma do gás.
- O que é uma estrela de carbono?
- É uma estrela em estágio avançado cuja atmosfera tem mais carbono do que oxigênio, situação inversa à do Sol. Isso acontece porque pulsos de fusão do hélio nas camadas internas agitam a estrela e trazem carbono processado até a superfície, num processo chamado dragagem. Com o carbono em excesso, formam-se grãos sólidos de fuligem, que bloqueiam preferencialmente a luz azul e deixam a estrela com aspecto bem avermelhado. Estrelas assim são grandes fornecedoras de poeira para o meio interestelar.
- O que o pulso térmico de 1.800 anos atrás significa?
- Segundo a interpretação divulgada com a imagem do ALMA, a casca de gás em torno de R Sculptoris foi lançada por um episódio de fusão intensa do hélio ocorrido há cerca de 1.800 anos e que durou aproximadamente 200 anos. Durante esse período a estrela perdeu massa em ritmo muito mais alto que o normal. Depois o processo voltou ao ritmo lento e contínuo, que é o responsável pela espiral interna. A distância entre a casca e a estrela permite estimar quando o evento aconteceu.
- Por que o ALMA consegue ver o que os telescópios ópticos não veem?
- Porque o ALMA observa em 870 micrômetros, cerca de mil vezes mais longe no espectro que a luz visível. Nessa faixa o brilho não vem da estrela, e sim de moléculas frias do envelope, principalmente monóxido de carbono. O gás do envelope é frio demais para aparecer em luz visível, e a fuligem produzida pela própria estrela bloqueia boa parte do que restaria. Além disso, o rádio permite medir a velocidade do gás ponto a ponto, o que possibilita reconstruir a estrutura em três dimensões.
- Por que o tamanho aparente de R Sculptoris está registrado como zero?
- Porque estrelas são pequenas demais no céu para serem expressas em minutos de arco. Um minuto de arco corresponde à trigésima parte da largura da Lua cheia, e nenhuma estrela além do Sol chega perto disso vista da Terra. O zero na ficha significa apenas ausência de valor mensurável nessa unidade, não ausência de tamanho. Resolver a superfície de uma gigante vermelha exige interferometria, técnica que combina a luz de vários telescópios separados por dezenas de metros.
Fontes oficiais
- ESA/Hubble: Condições de uso das imagens do Hubble: licença Creative Commons Attribution 4.0, que permite uso comercial desde que o crédito completo apareça visível e com link ativo.
- ESA/Webb: Mesmas condições para as imagens do James Webb, com o crédito exigido informado imagem por imagem no metadado.
- ESO, Observatório Europeu do Sul: Condições de uso das imagens dos telescópios do ESO no Chile, também sob Creative Commons Attribution 4.0.
- SIMBAD, Centro de Dados Astronômicos de Estrasburgo: Identificação canônica de cada objeto, tipo, coordenadas equatoriais e tamanho aparente. Base operada pelo Observatório Astronômico de Estrasburgo, França.
- Fronteiras das constelações da IAU (Roman 1987): Tabela oficial de fronteiras que define em que constelação cai cada coordenada, usada aqui após precessão para o equinócio B1875,0.
- Astronomy Visualization Metadata (AVM): Padrão que define os campos de comprimento de onda, cor atribuída, escala e coordenada que este acervo lê de cada imagem.
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Como citar esta página
ValorFinal. R Sculptoris. Disponível em: https://valorfinal.com.br/astronomia/universo/r-sculptoris. Consultado em: 23/08/2026.