O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA revelou novos detalhes no núcleo da Nebulosa da Borboleta, NGC 6302. Desde o toro denso e poeirento que rodeia a estrela escondida no centro da nebulosa até aos seus jatos emanados, as observações do Webb revelam muitas novas descobertas que pintam um retrato nunca antes visto de uma nebulosa planetária dinâmica e estruturada.
A Nebulosa da Borboleta, localizada a cerca de 3.400 anos-luz de distância, na constelação de Escorpião, é uma das nebulosas planetárias mais bem estudadas da nossa galáxia. Esta deslumbrante nebulosa já foi fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Agora, Webb captou uma nova imagem desta nebulosa.
As nebulosas planetárias estão entre as criaturas mais belas e elusivas do jardim zoológico cósmico. Estas nebulosas formam-se quando as estrelas com massas entre 0,8 e 8 vezes a massa do Sol perdem a maior parte da sua massa no final da vida. A fase de nebulosa planetária é passageira, durando apenas cerca de 20.000 anos.
Ao contrário do nome, as nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas: a confusão de nomes começou há várias centenas de anos, quando os astrónomos relataram que estas nebulosas pareciam redondas, como planetas. O nome pegou, embora muitas nebulosas planetárias não sejam redondas – e a Nebulosa da Borboleta é um excelente exemplo das formas fantásticas que estas nebulosas podem assumir.
A Nebulosa da Borboleta é uma nebulosa bipolar, o que significa que possui dois lóbulos que se estendem em sentidos opostos, formando as “asas” da borboleta. Uma faixa escura de gás poeirento apresenta-se como o “corpo” da borboleta. Esta faixa é, na verdade, um toro em forma de donut que vemos de lado, escondendo a estrela central da nebulosa – o núcleo antigo de uma estrela semelhante ao Sol que energiza a nebulosa e a faz brilhar. A donut empoeirada pode ser responsável pela forma insectóide da nebulosa, impedindo que o gás flua para fora da estrela de forma igual em todas as direções.
Esta nova imagem do Webb amplia o centro da Nebulosa da Borboleta e do seu toro empoeirado, proporcionando uma visão sem precedentes da sua complexa estrutura. A imagem utiliza os dados do Instrumento de Infravermelhos Médios (MIRI) do Webb, operando no modo de unidade de campo integral. Este modo combina uma câmara e um espectrógrafo para captar imagens em diversos comprimentos de onda em simultâneo, revelando como a aparência de um objeto muda com o comprimento de onda. A equipa de investigação complementou as observações do Webb com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma poderosa rede de antenas parabólicas.
Os investigadores que analisaram estes dados do Webb identificaram quase 200 linhas espectrais, cada uma contendo informação sobre os átomos e moléculas da nebulosa. Estas linhas revelam estruturas aninhadas e interligadas, traçadas por diferentes espécies químicas.
A equipa de investigação identificou a localização da estrela central da Nebulosa da Borboleta, que aquece uma nuvem de poeira anteriormente não detectada à sua volta, fazendo com que esta brilhe intensamente nos comprimentos de onda do infravermelho médio, aos quais o MIRI é sensível. A localização da estrela central da nebulosa permaneceu indefinida até agora, uma vez que esta poeira envolvente a torna invisível em comprimentos de onda óticos. As pesquisas anteriores pela estrela não possuíam a combinação de sensibilidade infravermelha e resolução necessária para detetar a sua nuvem de poeira quente e obscurecedora. Com uma temperatura de 220.000 Kelvin, esta é uma das estrelas centrais mais quentes conhecidas numa nebulosa planetária na nossa galáxia.
Este motor estelar flamejante é responsável pelo brilho deslumbrante da nebulosa, mas toda a sua potência pode ser canalizada pela densa faixa de gás poeirento que a rodeia: o toro. Os novos dados do Webb mostram que o toro é composto por silicatos cristalinos como o quartzo, bem como por grãos de poeira de forma irregular. Os grãos de poeira têm tamanhos da ordem de um milionésimo de metro – grandes, no que diz respeito à poeira cósmica – indicando que têm vindo a crescer há muito tempo.
Fora do toro, a emissão de diferentes átomos e moléculas assume uma estrutura multicamada. Os iões que requerem a maior quantidade de energia para se formarem concentram-se perto do centro, enquanto os que requerem menos energia se encontram mais afastados da estrela central. O ferro e o níquel são particularmente interessantes, traçando um par de jatos que se projetam da estrela em sentidos opostos.
Curiosamente, a equipa também avistou luz emitida por moléculas à base de carbono, conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, ou HAPs. Formam estruturas planas, semelhantes a anéis, muito semelhantes aos favos de mel que se encontram nas colmeias. Na Terra, encontramos frequentemente HAPs no fumo de fogueiras, escapes de carros ou torradas queimadas. Dada a localização dos HAPs, a equipa de investigação suspeita que estas moléculas se formam quando uma “bolha” de vento da estrela central irrompe no gás que a rodeia. Esta pode ser a primeira evidência da formação de HAPs numa nebulosa planetária rica em oxigénio, fornecendo uma visão importante dos detalhes de como estas moléculas se formam.
Notícia original: Webb investigates complex heart of a cosmic butterfly
Edição Rui Barbosa
Tradução automática via Google
Imagens: ESA