James-Webb desvenda o segredo de um donut cósmico no coração de uma nebulosa espetacular

As nebulosas planetárias devem seu nome à sua forma. Porque eles apareceram pela primeira vez em astrônomos tipo bastante redondo. Como planetas. Mas o link termina aí. Especialmente porque, como descobriram posteriormente, muitas nebulosas planetárias nem sequer são redondas. A Nebulosa da Borboleta é um exemplo bastante extravagante. Um objeto majestoso que mostra dois lóbulos – as asas da borboleta – separados por uma faixa escura – o corpo da borboleta.

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Descoberta de estruturas estranhas na Nebulosa da Borboleta

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Se hoje falamos desta nebulosa em particular é porque nos dados enviados pelo telescópio espacial James Webb, investigadores da Universidade de Cardiff (Reino Unido) fizeram uma grande descoberta. Aqueles que poderiam nos ajudar a finalmente entender como os planetas rochosos como a nossa Terra são formados. Eles contam no Avisos mensais da Royal Astronomical Society.

Uma nebulosa planetária diferente das outras

Antes de entrar em detalhes, vamos primeiro voltar à descrição da Nebulosa da Borboleta – também chamada NGC 6302. Ela está localizada a cerca de 3.400 anos-luz da nossa Terra. Na constelação de Escorpião. E é um dos mais estudados da nossa Via Láctea. Tal como outras nebulosas planetárias, formou-se quando uma estrela, cuja massa era entre 0,8 e 8 vezes a da nossa Solchegou ao fim de sua vida, perdendo a maior parte de sua matéria. Esta fase dura apenas um tempo relativamente curto em escala cósmica. Cerca de 20.000 anos.

A estrela central da Nebulosa da Borboleta tem a distinção de ser uma das estrelas centrais mais quentes conhecidas numa nebulosa planetária no nosso Galáxia. Sua temperatura é de cerca de 220.000 Kelvin (K) – para efeito de comparação, a do nosso Sol tem cerca de 6.000 K. É esta estrela resplandecente que ilumina a nebulosa e a torna tão espetacular para nós observarmos.

Mas o que atraiu a atenção dos astrônomos desta vez é antes o que está acontecendo no corpo desta borboleta cósmica. A faixa escura que aparece nas nossas imagens e que obscurece a estrela central. Além disso, é sem dúvida responsável pelo formato da NGC 6302. E na verdade corresponde a um toro em forma de donut visto de lado. Um toro enorme que contém mais matéria que o nosso Sol. É sobre ele que telescópio James-Webb ampliou, dando aos pesquisadores uma visão nunca antes vista de sua estrutura complexa. Mesmo que ele não conseguisse perfurá-lo completamente. “Por dentro, o ambiente é um caos absoluto: radiação poderosa e ventos estrelas rasgando o nuvem circundante. É algo que nunca vi.”confidencia Albert Zijlstra, coautor do artigo na Universidade de Manchester, num comunicado de imprensa.

Pistas preciosas escondidas no coração da Nebulosa da Borboleta

Ao complementar suas observações com dados coletados pelas antenas da Grande Rede Milimétrica/Submilimétrica do Atacama (Alma, Chile), eles conseguiram identificar cerca de 200 linhas espectraiscomo tantas assinaturas deátomos e de moléculas escondido na Nebulosa da Borboleta. E um monte de partículas que devem ajudá-los a desvendar o segredo da formação da matéria-prima do planetas rochosos como a nossa Terra.

“Durante anos, os cientistas debateram como a poeira cósmica se forma no espaço. Mas hoje, graças ao poderoso Telescópio Espacial James Webbpoderíamos finalmente ter uma visão mais clara »estima Mikako Matsuura, investigadora da Universidade de Cardiff, num comunicado de imprensa do Sociedade Astronômica Real. Porque os astrônomos conseguiram observar, no coração da Nebulosa da Borboleta, tanto poeira cristalina de longa duração – considerada bastante rara – formada em áreas calmas, quanto partículas ígneas vindas de regiões em movimento rápido e violento.

Esta imagem, que combina dados infravermelhos de Webb com observações submilimétricas do Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (Alma, Chile), revela a estrutura complexa do centro da Nebulosa da Borboleta. No centro, uma fonte brilhante, a “estrela moribunda” de NGC 6302. Ao seu redor, uma nebulosidade esverdeada e diversas linhas circulares creme, laranja e rosa. Uma destas linhas parece formar um anel orientado verticalmente, quase de lado, em torno da fonte de luz central. Este anel é marcado em vários lugares para indicar as faces próximas e distantes do toro, uma faixa de poeira que corre ao longo do toro e uma área onde o toro é ionizado. Outras linhas desenham um oito. Estas linhas são marcadas para indicar a bolha interna, bem como sua intersecção com o toro. A partir dessas linhas complexas e da nebulosidade verde, uma seção de luz vermelha se forma em cada lado do objeto, chamada de “bolha externa”. © ESA/Webb, NASA e CSA, M. Matsuura, Alma (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, M. Zamani (ESA/Webb)

O coração da Nebulosa da Borboleta finalmente revelado

O toro da NGC 6302, portanto, parece composto de silicatos cristalino como o quartzobem como grãos de poeira de formato irregular. Grãos com tamanho da ordem de um milionésimo de metro. Para poeira cósmica, isso é muito. E isso indica que esses grãos já vêm crescendo há muito tempo.

Fora do toro, oemissão de diferentes átomos e moléculas assume uma estrutura multicamadas. O íons que requerem a maior quantidade deenergia para se formar estão concentrados perto da estrela central. Aqueles que exigem menos ficam mais distantes.

Os astrônomos também notam a presença de dois jatos de ferro e de níquel que escapam da estrela. Em direções opostas. E hidrocarbonetos aromáticos policíclico. Aqueles que conhecemos como PAHs. A primeira vez em uma nebulosa planetária rica em oxigênio. Em nossa Terra, nós os encontramos em gás escapamento e… torrada queimada. Na Nebulosa da Borboleta, eles poderiam se formar quando um “bolha” o vento da estrela central explode no gás que a rodeia.