Nova Velorum

Astrofotografia há 20 anos:

A descoberta da Nova Velorum

Um relato da participação de brasileiros na “descoberta” de uma nova estrela, a Nova Velorum (V382 Vel). O fato que mobilizou astrônomos amadores do Brasil ocorreu em maio de 1999.

Por Márcio Rodrigues Mendes*

De Dois Córregos-SP

Exclusivo para Via Fanzine

Maio/2006

REVISADO EM DEZ/2018

Descoberta faz quase 20 anos, a Nova Velorum que foi considerada a segunda Nova em brilho no último século, não se trata de uma nova estrela, mas sim do aumento significativo de seu brilho.

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NOVAS E SUPERNOVAS - Houve um tempo em que se considerava o panorama celeste imutável no que diz respeito às estrelas distantes. Ao menos para o cidadão comum, pois exceto pelo movimento do Sol, da Lua, planetas e alguns cometas, a disposição e o brilho da grande maioria das estrelas parece imutável ao longo dos séculos. O longo período de vida das estrelas comparado às das nossas gerações origina a ilusão de que o panorama celeste esteja estático; no entanto o aparecimento de um novo componente na plêiade estelar ocorre de forma significativa até.

O presente trabalho pretende relatar a participação de brasileiros na “descoberta” de uma nova estrela, a Nova Velorum (V382 Vel), em maio de 1999, que foi considerada a segunda em brilho no último século.

Não se trata de uma nova estrela no sentido restrito da palavra, mas sim do aumento significativo de seu brilho, devido a mecanismos intrínsecos, que envolvem grande liberação de energia por uma estrela já pré existente. Tal liberação de energia pode destruir totalmente a estrutura estelar, caso em que é denominada Supernova; ou numa escala menor da energia envolvida, a estrela continua existindo após o evento explosivo, sendo então denominada Nova.

REA - Em 22 de maio de 1999, às 21h30 TU, o astrônomo amador Renato Levai iniciava suas observações de rotina, quando percebeu algo de incomum na constelação da Vela – nas proximidades da estrela Mu Velorum: havia uma estrela intrusa, de terceira magnitude que distorcia a forma da constelação. Agiu rapidamente, contatando seus colegas Cláudio Brasil Leitão Jr. e Tasso Napoleão, integrantes da REA (Rede de Astronomia Observacional).

A cidade de São Paulo não apresentava boas condições atmosféricas naquela noite e estes últimos pediram confirmação para os colegas Hélio Carvalho Vital e Antonio Padilha Filho do Rio de Janeiro, além de colocarem um alerta através de mensagem eletrônica a todos os membros da REA. Foi assim que este autor tomou ciência do evento, caracterizando um “batismo” na participação do grupo, pois era o mais novo membro  e exatamente naquele dia, por coincidência, estabelecia as primeiras comunicações via Internet, apresentando-me ao grupo.

Tomando conhecimento do fato, procurei imediatamente localizar a nova estrela e para minha surpresa, estava na mesma região em que já vinha fotografando diariamente, tentando registrar um súbito aumento de brilho da enigmática Eta Carinae que por mais de um século manteve seu brilho razoavelmente estável e dava agora sinais de atividade incomum.

OFICIALIZAÇÃO - Após o alerta ao grupo, um número expressivo de confirmações (aproximadamente 70) e estimativas de brilho movimentaram a Rede, caracterizando um verdadeiro frenesi naquela noite. Algumas estimativas chegavam na marca da magnitude 2.5, indicando que a nova estrela poderia rivalizar com as mais brilhantes naquela região do céu. Atônitos, a grande maioria dos membros da REA acompanhou os inúmeros informes de Tasso Napoleão, quanto ao esforço em sermos os primeiros a reportar à CBAT – Central Bureau of Astronomical Telegrams – da IAU (União Astronômica Internacional), União Astronômica Internacional, a descoberta de Renato Levai. Esta tentativa evidencia a seriedade e eficácia do grupo, além de arrebatar ao nosso país o crédito do primeiro registro dessa Nova.    

A expectativa foi enorme no início daquela noite de 22/05/1999, mas infelizmente, um comunicado do próprio Tasso Napoleão, informava que dois australianos, Peter Willians e  Alan C. Gilmore já a observaram enquanto no Brasil ainda era dia claro.

A Circular 7176 da IAU, de 22/05/1999 relatava: "Independent visual discoveries of a bright nova have been made by Peter Willians, Heathcote, New South Wales (via S. Lee and A. Pearce) at mv = 3.1 on May 22.396 UT and Alan C. Gilmore, Mount John University Observatory, on May 22.451. Lee provides the following position from AAT encoders: R.A. = 10h44m49.5s, Decl = -52°25’35” (equinox 2000.0)".

RECONHECIMENTO - Porém, três dias após, uma nova Circular da IAU, de número 7179, de 25 de março de 1999 reconhecia a descoberta independente de Renato Levai com apoio de Tasso Napoleão, relatando: "Selected visual estimates: May 22.8958 UT, 3.0 (R. Levai, São Paulo, Brazil); independent Discovery, forwarded by Tasso Napoleão); 23.017, 2.9 (T. A. Napoleão, São Paulo, Brazil); 24.334, 3.0 (D.A. Seargent, The Entrance, N.S.W.); 24.569,  3.4 (A Pearce, Nedlands, W. Australia); 24.937,  3.2 (J. G. de Aguiar, Campinas Brazil); 25.23,  3.8 (S. J. O’Meara, Volcano, HI ); 25.43,  3.8 ( R. H. McNaught, Bugaldie, N.S.W.)".

Quando ocorreu o evento, a Nova estava bastante alta no céu austral, favorecendo muito a sua observação que se estendeu num período de aproximadamente 120 dias. Outro fator que contribuiu para o sucesso do monitoramento visual, foi o período de baixa atividade pluvial. Neste período, a REA conseguiu reunir entre seus membros quase 500 estimativas que permitiram a construção de uma curva de luz bastante precisa para esta Nova.

Além da IAU  [órgão máximo que regulamenta as atividades astronômicas a nível mundial], a AAVSO (American Association of Variable Star Observers, EUA), a Norwegian Astronomical Society (da Noruega), VSNET (Universidade de Kyoto, Japão), AFOEV (Association Française des Observateurs d’Étoiles Variables, França) e a revista Sky and Telescope publicaram estas estimativas, atestando o reconhecimento  do trabalho realizado pelos astrônomos do Brasil.

FOTOGRAFIAS DA NOVA VELORUM - A Nova Velorum era a "sensação astronômica" do momento em fins de maio de 1999. Seus descobridores já haviam tido o devido reconhecimento dos órgãos competentes e iniciava-se inúmeros debates no mundo das comunicações virtuais, tentando antecipar o comportamento da “nova” estrela, de forma a confirmar modelos para esses eventos. Para muitos - como para o autor deste trabalho - a Velorum era a “primeira Nova” a ser vivenciada.

A comunicação entre os membros da REA foi intensa neste período. Além das contribuições na forma de estimativas, muito se apreendeu: desde a forma de se reportar, exigida por alguns dos órgãos citados, até detalhes de modelos que tentam descrever eventos como este.

MINHA MODESTA COLABORAÇÃO - Alguns dias antes do 22 de maio de 1999, eu já vinha fazendo fotos diárias da região de Eta Carinae, sendo que a revelação e análise do filme foram feitos dez dias após a erupção da Nova Velorum. Algumas dessas fotografias foram compartilhadas com os membros da REA e logo ficou claro que esse (então) novo integrante da REA possuía uma “preciosidade”: fotografias daquela região celestial dias antes do evento observado pelso australianos, bem como algumas delas foram tomadas apenas algumas horas após o comunicado dos australianos e de Renato Levai. Uma montagem de duas dessas fotografias (anterior e posterior ao máximo registrado) mostram o panorama de alguns dias que antecederam a erupção e outra tomada no dia 22 de maio [ambas no alto, e em detalhes, abaixo].

 Astrofotografia de Márcio Mendes mostra o campo da Nova Velorum, dias antes de sua erupção e no dia da descoberta. Note a rivalidade de brilho entre a Nova e a estrela Mu Velorum, estimada em magnitude 2.8. Foto tomada em maio de 1999, antes do dia 22, por Márcio Rodrigues Mendes em Dois Córregos/SP. 

Na fotografia acima podemos ver a Nova ainda ausente e a inferior atesta sua presença, conforme indicação grafada [círculo verde]. As fotografias foram posicionadas a fim de que o alinhamento das estrelas facilite a comparação dos campos. Em ambas, o filme utilizado foi o Kodak ISO 400, com exposições de aproximadamente 30 segundos com câmera fixa. As diferenças de coloração do fundo de céu, deve-se ao fato de diferentes condições de iluminação e transparência do ambiente.  

As fotografias foram feitas de modo precário. Foi utilizado  uma câmera Praktica MTL 3 (analógica) com lente Pentacon 1.8/50 e filme Fuji Super G Plus (ISO 800). Como não se dispunha de um tripé para acomodação e apontamento da câmera, esta foi fixada no cano de um pequeno telescópio refrator de montagem alti-azimutal, sendo que as exposições foram de aproximadamente 30 segundos, mantendo-se a câmera fixa. A fotografia da adaptação câmera/telescópio [no final dessa matéria] dá uma idéia da precariedade que, felizmente, teve resultado aproveitável.

Foi utilizada uma câmera Praktica MTL 3 acoplada ao cano de um pequeno telescópio refrator. Nesta foto uma outra câmera (Zenit) também estava montada. Para obter os registros, o autor alternou a utilização dessas duas câmeras.

As fotografias da região de Eta Carinae, envolvendo o início da erupção da Nova , foram feitas na cidade de Dois Córregos/SP, próximo ao centro geográfico do Estado. As condições atmosféricas eram muito boas: céu sem nuvens e sem vento; pequena interferência da Lua – cinco dias após o ápice da Lua Nova – encontrando-se esta próxima do horizonte oeste. O local das fotografias foi os arredores da cidade, em  uma chácara de propriedade desse autor; livre, portanto, das luzes da cidade.

Noite após noite os membros da REA se empenharam em acompanhar o declínio da luz. O filme foi revelado e em uma primeira análise do negativo, colocando-o na frente de uma lâmpada, produziu um “calafrio” ao constatar que nas fotos que antecediam às da Nova, havia outras fotos, centradas na região de Eta Carinae, envolvendo a região da “nova” estrela.  Procurou-se por evidências da Nova nestas fotografias, com datas anteriores às de 22/05/1999.

E foi uma surpresa muito agradável encontrar um pequeno ponto numa fotografia cujo registro indicava a data de 20/05/1999 (20.923 TU), ou seja, trinta e cinco horas antes da descoberta visual feita pelos australianos! O trabalho conjunto de alguns membros da REA estimou o ponto luminoso com a magnitude 7.3, além portanto, do limite de visão, ou seja, até aquele momento seria impossível percebê-la à simples vista. Mais ainda: a Nova havia sido registrada quase numa das bordas do negativo, pois a fotografia está centrada em Eta Carinae, quase deixando a Nova fora do campo de visão da máquina fotográfica. A imagem desta pré-descoberta revestiu-se de importância, pois permitiria então adicionar um ponto no ramo ascendente da curva de luz desta Nova, fato raro na história do registro desse tipo de evento.

Havia mais: como as fotografias da região de Eta Carinae eram tomadas diariamente, o mesmo filme continha imagens datadas de 21/05/1999. Neste caso, passado pouco mais de 24 horas da fotografia anterior, uma nova fotografia não deixa dúvidas quanto ao evento eruptivo em pleno desenvolvimento. Esta segunda fotografia foi tomada em 21/05/1999, às 21.944 TU, tendo seu brilho estimado com a magnitude 3.5,  tendo sido tomada a aproximadamente onze horas antes da descoberta visual. Já seria possível observá-la visualmente, sem recursos fotográficos ou de binóculos e telescópios, o que atesta a acuidade e a familiaridade com a região, tanto dos seus descobridores australianos, como do pesquisador Renato Levai. Foi possível então um segundo ponto, ainda no ramo ascendente da curva de luz, corroborando o modelo teórico com dados observacionais.

CURVAS  DE  LUZ  E  ANÁLISE - Num trabalho de autoria de Tasso Augusto Napoleão (na época, coordenador da REA) e colaboradores, publicado pelo Reporte n°9, desta entidade, em maio de 2000, são apresentadas duas formas para a curva de luz desta Nova. Na primeira, reunindo dados observacionais que compreendem um período de 20/05/1999 a 20/09/1999, contendo aproximadamente 440 estimativas visuais e quatro fotografias.

Ambas as fotografias a seguir, são apresentadas na sua forma “negativa”, o que facilita sua reprodução e a identificação da Nova.  

A primeira imagem da Nova 3V 382 – Nova Velorum, tomada em 20/05/1999, às 20.923 TU, com magnitude estimada de 7.3, quase um dia e meio antes da descoberta visual. 

Fig. 4 – 3V 382 Vel em 21/Maio/1999 às 21.944 TU, confirmando o evento eruptivo, já com magnitude estimada de 3.5, aproximadamente onze horas antes da descoberta visual.

Além da contribuição das primeiras fotografias que resultam nos primeiros pontos da curva de luz, o autor deste trabalho, atuando em equipe com outros observadores da REA (num total de 29 observadores), contribuiu com dezenas de estimativas no período que caracteriza o declínio da curva de luz.

Curva de luz, construída com base em 440 estimativas._

As figuras acima apresentam a curva de luz, construída com base em 440 estimativas. A de baixo contém um refinamento da curva, onde cada ponto é a média diária de quatro estimativas, proporcionando uma curva suavizada.

T. Napoleão conclui que este perfil é típico das chamadas Novas rápidas e brilhantes (designada tipo Na), citando outros casos semelhantes: Nova Puppis em 1942 e Nova Cygni em 1975, sendo que para esta última tem o crédito de co-descobridor, o brasileiro, mineiro, Vicente Ferreira de Assis Neto.

Baseado nestas curvas de luz, concluiu-se que em seu máximo teve magnitude aparente 2.8, ocorrendo às 0h TU de 23/05/1999. Este valor foi usado nos cálculos da sua magnitude absoluta, luminosidade (no máximo) e distância, dados estes que mostram perfeita concordância com valores aceitos e publicados em circulares da IAU.

Adaptação do equipamento analógico utilizado para obter as pioneiras fotografias antes, durante e depois do surgimento da Nova Velorum.

Assim, para o cálculo da magnitude absoluta utilizou-se as expressões empíricas de T. Schimidt – Kaler (1956) e McLaughlin (1960):

Mo = - 11.8 + 2.5 log t3  

Onde T3 = log t2 + 0.3                

Sendo t2 e t3 o tempo (dias) para que magnitude se reduza duas e três vezes respectivamente, a partir do máximo.

Para a luminosidade, foi utilizado:

Ms – Mo = 2.5 log ( Lo / Ls )

Onde Ms = magnitude absoluta do Sol, Ls = luminosidade do Sol (erg/s), Mo = magnitude absoluta da Nova e Lo = luminosidade da Nova (máximo)

Finalmente para o cálculo da distância foi utilizado:

Mo – Mo = 5 log D – 5 + D.Av

Onde mo = mag. aparente visual (máximo), M = magnitude absoluta, D = distância da Nova e Av = extinção interestelar.

Os valores obtidos para os parâmetros acima citados são:

REA, T. Napoleão et al:

Magnitude absoluta : 9.1 +/- 0.2

Luminosidade : 1.34 x 10E39 erg/s

Distância : 1.8 +/- 0.2 Kpc

Tais dados podem ser confrontados com :

Magnitude absoluta: 8.7 +/- 0.2 (M. Della Valle e M. Pasquini do ESO – IAUC 7193), obtido a partir de análises espectroscópicas e fotométrica diferencial.

Distância: 2 Kpc (Della Valle e Shore do ESO – IAUC 7196)

A participação no monitoramento da Nova Velorum e a tomada das fotografias que foram chamadas de “pré-descoberta tardia” constituíram uma experiência intensa, única e prazerosa.

Os resultados obtidos pelos membros da REA a partir da construção da curva de luz, baseada numa substancial quantidade de dados, demonstra a validade e a eficácia dos métodos observacionais de estrelas variáveis a partir da simples comparação visual com estrelas de brilho constante e bem conhecidas.

Dados estes, tratados estatisticamente e cuidadosamente reduzidos aos valores apresentados.

A razão do valor encontrado para a luminosidade atingida pela Nova e valor conhecido para a luminosidade do Sol, nos permite concluir que em seu máximo a luminosidade da Nova superou a luminosidade solar em aproximadamente 350.000 vezes.

* Márcio  Rodrigues  Mendes  é  físico,  professor,  astrônomo  amador  e  membro  da  REA - Rede de Astronomia Observacional. É consultor de Astronomia/Astronáutica para os portais ASTROVIA e Via Fanzine  (www.viafanzine.jor.br).

- Colaborou: Tasso Augusto Napoleão (REA).

- Fotografias e reproduções: Márcio Rodrigues Mendes©.

- Gráficos: Arquivos de Tasso Augusto Napoleão©.

- Texto original composto em maio/2006, revisado e atualizado por Pepe Chaves, em 29/12/2018.

- Agradecimentos especiais do autor: Meus sinceros agradecimentos aos colegas Hélio Vital (Rio de Janeiro), que primeiro me encorajou na apresentação das fotografias da Nova; e Tasso Napoleão, que com muita segurança e competência orientou-me quanto aos procedimentos a serem tomados para o reconhecimento das fotografias, levando-as ao conhecimento do Dr. Daniel Green, da IAU, e a todos os componentes da REA, que sempre foram solícitos em todas as comunicações. Finalmente à minha esposa, Doralice Teresa Galvim Mendes, pelo apoio, compreensão e tolerância quanto à minha ausência, durante a campanha de monitoramento da Nova Velorum.

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