Quando estrelas com menos de sete massas solares esgotam todas as suas reservas de hidrogénio, tornam-se gigantes vermelhas. Eles então crescem gradualmente, fundindo hélio em seus núcleos, até que seu combustível nuclear acabe. O resultado é brutal: as camadas externas da estrela gigante são expelidas para o meio interestelar. Os vestígios restantes da estrela formam então uma nebulosa planetária, uma região de gás e poeira. Seu nome, embora enganoso, se deve ao fato de se assemelharem a planetas.
Estas nebulosas planetárias constituem um espetáculo cósmico rico e colorido e às vezes podem ser surpreendentes. Foi isso que um consórcio de astrônomos observou ao observar uma estranha estrutura dentro da famosa Nebulosa de Lyra, localizada a 2.300 anos-luz da Terra. O espectrógrafo WEAVE (sigla para “William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer”) do telescópio William Herschel em La Palma (Espanha) revela uma nuvem de ferro ionizado desenhada em forma de barra. Cientistas detalham esta observação sem precedentes na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Uma nuvem de ferro cuja origem é desconhecida
Anteriormente observada pelo telescópio James Webb em 2022, a Nebulosa Lyra continua a surpreender os astrônomos. WEAVE revela agora a sua composição química. A nuvem central de ferro parece ser muito extensa na estrela gasosa. Segundo os pesquisadores, este último seria tão grande quanto 500 vezes a órbita de Plutão ao redor do Sol e tão pesado quanto Marte.
O WEAVE permitiu assim aos astrónomos obter uma imagem multicolorida que mostra a distribuição dos elementos químicos presentes na nebulosa, em particular o ferro e o oxigénio. “Embora a Nebulosa do Anel tenha sido estudada por numerosos telescópios e instrumentos, o WEAVE permitiu-nos observá-la de uma nova forma. Este último nos forneceu mais detalhes“, relata Roger Wesson, astrônomo das universidades de Cardiff (Reino Unido) e Londres (UCL) e principal autor do estudo, em comunicado à imprensa. “Ao obter um espectro contínuo em toda a nebulosa, podemos gerar imagens dela em qualquer comprimento de onda e determinar a sua composição química.”
No entanto, a origem da nuvem de ferro permanece obscura. Dois cenários principais são considerados para tentar explicá-lo. A primeira questiona como poderia ter ocorrido a ejeção da nebulosa pela estrela-mãe. A outra hipótese supõe, pelo contrário, que a nuvem provém da vaporização de um planeta rochoso pela sua estrela hospedeira na forma de um arco de plasma (gás quente). O mistério permanece.
A Nebulosa Lyra vista pelo Telescópio James Webb em 2022. A imagem infravermelha revela tanto áreas quentes ricas em gás ionizado (azul e verde) quanto regiões mais frias compostas de poeira e moléculas (vermelho e laranja). Créditos: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (UCL), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Universidade de Cardiff).
“Seria muito surpreendente se a barra de ferro do Anel fosse única.”
É por isso que os astrónomos da colaboração WEAVE estão a preparar outro estudo sobre a nebulosa. O seu objetivo particular será observar o objeto cósmico com maior resolução de imagem para tentar desvendar a origem da estrutura em “barra”. “Seria muito surpreendente se a barra de ferro do Anel fosse única. Observar e analisar outras nebulosas que mostram o mesmo fenómeno irá ajudar-nos a compreender de onde vem o ferro.”conclui Roger Wesson.
Além disso, o instrumento WEAVE também se concentrará em outros trabalhos, que vão desde a observação de anãs brancas até galáxias muito distantes. Oito estudos estão planeados para os próximos cinco anos para expandir a nossa compreensão destas estruturas cósmicas.