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Gelo seco é detectado pela primeira vez em uma nebulosa planetária 

Astrônomos identificaram pela primeira vez gelo seco – formado por dióxido de carbono congelado – em uma nebulosa planetária. A descoberta foi feita com observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, considerado o observatório mais avançado da atualidade para estudar o Universo em luz infravermelha.

O objeto analisado foi a nebulosa NGC 6302, um sistema cósmico bastante complexo. Os resultados do estudo foram disponibilizados no repositório científico arXiv e ainda aguardam revisão por outros especialistas para publicação. Segundo os pesquisadores, esta é a primeira vez que gelo seco é detectado nesse tipo de estrutura espacial.

Em resumo:

  • James Webb detecta gelo seco na nebulosa planetária NGC 6302;
  • Conhecida como Nebulosa da Borboleta, a estrutura fica a 3.400 anos-luz da Terra;
  • Análise identificou dióxido de carbono congelado no anel de poeira;
  • Descoberta sugere regiões protegidas onde gelo pode sobreviver. 
Localização do gelo de dióxido de carbono em NGC 6302 identificado pelo JWST. Crédito: NASA/ESA/CSA/STScI; Charmi Bhatt (Western University) et al.

Nebulosa da Borboleta apresenta química sofisticada

Nebulosas planetárias surgem quando estrelas semelhantes ao Sol chegam ao final de suas vidas. Nesse estágio, a estrela expulsa grandes quantidades de gás e poeira para o espaço, formando uma espécie de casulo em expansão. Embora não sejam muito comuns, esses objetos ajudam cientistas a entender melhor a composição do material presente entre as estrelas.

A NGC 6302 é conhecida popularmente como Nebulosa da Borboleta, devido ao formato de suas nuvens luminosas. Ela fica a cerca de 3.400 anos-luz da Terra, na constelação de Escorpião. A estrutura possui dois grandes lóbulos brilhantes e um denso anel de poeira no centro, chamado de toro, que divide a nebulosa ao meio.

A região central da Nebulosa da Borboleta e seu toro empoeirado, fotografados pelo James Webb, que consegue ver através de grande parte da poeira e revelar detalhes inéditos. Créditos: ESA/Webb/NASA & CSA/M. Matsuura/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ N. Hirano e M. Zamani (ESA/Webb)

Observações anteriores já indicavam que esse ambiente abriga uma química sofisticada. Estudos detectaram, por exemplo, a presença do cátion metil, uma molécula importante em reações químicas orgânicas. Também foram identificados hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, compostos ricos em carbono encontrados em diversos ambientes cósmicos.

Essas pistas levaram uma equipe liderada pela astrônoma Charmi Bhatt, da Universidade de Western Ontario (Canadá), a investigar mais profundamente a nebulosa. Para isso, os cientistas utilizaram o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do Webb, capaz de detectar sinais químicos invisíveis a telescópios comuns.

As análises revelaram marcas espectrais características do dióxido de carbono. Além do gás, os pesquisadores encontraram evidências claras da presença do mesmo composto na forma congelada, ou seja, gelo seco, localizado principalmente no toro de poeira que circunda a região central da nebulosa.

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Descoberta surpreendeu os cientistas

Em geral, nebulosas planetárias possuem intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela central, um ambiente hostil para moléculas frágeis e para a formação de gelo. Por isso, encontrar gelo seco nesse cenário indica que existem regiões protegidas onde essas substâncias podem sobreviver.

Os pesquisadores também observaram que a relação entre dióxido de carbono em forma de gás e de gelo na nebulosa é diferente da encontrada em sistemas estelares jovens. Isso sugere que o gelo pode se formar ou ser transformado de maneiras distintas em estrelas que já estão em fases avançadas de evolução.

Os autores destacam que novas observações com alta resolução serão essenciais para entender melhor como esses gelos se formam e se preservam. Investigações futuras poderão revelar se esse tipo de química é comum em outras nebulosas planetárias espalhadas pela Via Láctea.

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Hubble registra espetáculo de luz em torno de estrela morrendo

Uma imagem impressionante capturada pelo Telescópio Espacial Hubble, da NASA em parceria com a Agência Espacial Europeia (ESA), foi divulgada nesta terça-feira (10). O registro mostra a Nebulosa do Ovo, em um show de luzes e sombras criadas por poeira recém-ejetada da estrela central, revelando detalhes nunca antes vistos dos estágios finais de um astro.

Localizada a cerca de 1.000 anos-luz da Terra, na constelação de Cisne, a nebulosa esconde sua estrela central em uma nuvem densa de poeira, parecendo uma “gema” dentro de uma “clara” escura. Segundo a NASA, somente o Hubble consegue mostrar a complexidade dessa estrutura.

Em resumo:

  • Hubble registrou a Nebulosa do Ovo, revelando detalhes do colapso estelar;
  • Estrutura jovem e próxima mostra estrela central escondida em densa poeira;
  • Feixes de luz e padrões simétricos indicam influência de estrelas companheiras;
  • Observações ajudam cientistas a entender a morte de estrelas e a formação de sistemas.
O Telescópio Espacial Hubble obteve a imagem mais nítida já registrada da Nebulosa do Ovo. Crédito:  NASA, ESA, Bruce Balick (Universidade de Washington)

Essa é a nebulosa pré-planetária mais próxima e jovem já registrada. Esse tipo de estrutura é formado quando estrelas semelhantes ao Sol liberam suas camadas externas até se tornarem nebulosas planetárias. Apesar do nome, não tem relação com planetas.

Nebulosa do Ovo está fase de em transição

Estudar a Nebulosa do Ovo ajuda a entender o estágio final da vida das estrelas. A luz da estrela escapa por um “olho” polar na poeira e ilumina o disco expelido há algumas centenas de anos. Essa fase dura apenas alguns milhares de anos, tornando a observação única.

Feixes gêmeos de luz atravessam lóbulos polares e arcos concêntricos mais antigos. A forma dessas estruturas indica que outras estrelas companheiras podem estar escondidas no disco de poeira, influenciando os movimentos.

Estrelas como o Sol perdem suas camadas externas ao esgotar o hidrogênio e hélio. O núcleo quente ioniza o gás ao redor, formando conchas brilhantes observadas em nebulosas planetárias, como a da Borboleta e da Hélice. A Nebulosa do Ovo ainda está em transição, antes de se tornar uma nebulosa planetária.

Imagem da Nebulosa do Ovo obtida pelo Hubble em 1996. Crédito: Raghvendra Sahai e John Trauger (JPL), equipe científica do WFPC2 – NASA / ESA

Os padrões simétricos da nebulosa não vêm de explosões violentas, como supernovas, mas de eventos coordenados no núcleo da estrela, rico em carbono. Essa poeira antiga ajudou a formar sistemas estelares, como o nosso, há bilhões de anos.

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Não é o primeiro registro que o Hubble faz da estrutura

O Hubble já havia fotografado a Nebulosa do Ovo várias vezes. Em 1997, imagens em infravermelho capturadas pela Câmera Infravermelha Próxima e Espectrômetro Multialvo (NICMOS) mostraram mais detalhes da poeira. Em 2003, a Câmera Avançada de Pesquisa (ACS) revelou ondulações ao redor da nebulosa, e em 2012, a Câmera de Campo Amplo 3 (WFC3) destacou fluxos de gás e a nuvem central.

A nova imagem combina dados anteriores com novas observações, fornecendo a visão mais nítida e detalhada do “ovo cósmico”. Registros como esses ajudam cientistas a entender melhor como as estrelas morrem e liberam material que pode formar novos sistemas planetários.

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