segunda-feira, 12 de novembro de 2012

Estrelas velhas esculpem nebulosa planetária

Astrônomos utilizaram o Very Large Telescope (VLT) do ESO para descobrir um par de estrelas que orbitam em torno uma da outra no centro de um dos mais fantásticos exemplos de nebulosas planetárias.

© ESO (nebulosa planetária Fleming 1)

O novo resultado confirma uma teoria há muito debatida sobre o que controla a aparência espetacular e simétrica do material que é lançado no espaço. Os resultados serão publicados em 9 de novembro de 2012 na revista Science.

As nebulosas planetárias são conchas brilhantes de gás que se situam em volta de anãs brancas - estrelas do tipo do Sol nas fases finais das suas vidas. Fleming 1 é um belo exemplo de tais objetos, apresentando jatos extraordinariamente simétricos, entrelaçados em padrões curvos e nodosos. Está situada na constelação austral do Centauro e foi descoberta há cerca de um século atrás por Williamina Fleming, uma antiga governanta contratada pelo Observatório de Havard, depois de ter mostrado aptidão para a astronomia.

Os astrônomos debatem há muito tempo como é que estes jatos simétricos podem ser criados, sem nunca chegar a um consenso. Agora, uma equipe de investigação liderada por Henri Boffin (ESO, Chile) combinou observações de Fleming 1 do Very Large Telescope com modelos de computador existentes, para explicar pela primeira vez em pormenor como é que estes estranhos jatos se formam.

A equipe utilizou o VLT do ESO para estudar a radiação emitida pela estrela central e descobriu que a Fleming 1 tem provavelmente não uma, mas duas anãs brancas no seu centro, orbitando em torno uma da outra a cada 1,2 dias. Embora estrelas binárias tenham já sido encontradas anteriormente no coração de nebulosas planetárias, o certo é que os sistemas com duas anãs brancas a orbitar uma em torno da outra são muito raros.

"A origem das belas e complicadas formas da Fleming 1, e objetos semelhantes, tem gerado muito controvérsia ao longo de décadas," diz Henri Boffin. "Os astrônomos já tinham sugerido uma estrela binária, mas pensou-se sempre que, sendo esse o caso, o par estaria bem separado, com um período orbital de dezenas de anos ou ainda mais longo. Graças aos nossos modelos e observações, que nos permitiram examinar este incomum sistema com muito detalhe e espreitar até o interior do coração da nebulosa, descobrimos que as estrelas do par se encontram vários milhares de vezes mais próximas entre si."

Quando uma estrela com massa de até oito vezes a massa do Sol se aproxima do final da sua vida, ejeta as suas camadas exteriores, começando assim a perder massa. Este fenômeno permite que o núcleo interior quente da estrela emita intensamente, o que faz com que o casulo de gás que se desloca para o exterior brilhe fortemente sob a forma de nebulosa planetária.

Embora as estrelas sejam esféricas, muitas das nebulosas planetárias são curiosamente complexas, com nodos, filamentos e jatos intensos de material que formam padrões intrincados. Algumas das nebulosas mais espetaculares - como a Fleming 1 - mostram estruturas simétricas com pontas. No caso desta nebulosa, temos a sensação de que a matéria é ejetada a partir de ambos os pólos da região central em correntes de formas em S. Este novo estudo mostra que estes padrões na Fleming 1 são o resultado da interação próxima entre o par de estrelas - um surpreendente canto do cisne de um par estelar.

"Este é o estudo mais completo feito para uma estrela central binária, onde as simulações predizem corretamente qual a forma da nebulosa circundante, de um modo verdadeiramente espetacular," explica o co-autor Brent Miszalski, do SAAO e SALT (África do Sul).

O par de estrelas no centro desta nebulosa torna-se indispensável para explicar a estrutura observada. À medida que as estrelas envelhecem, expandem e, durante algum tempo, uma atua como uma estrela vampira, sugando a matéria da sua companheira. Essa matéria circula por isso na direção da estrela vampira, circundando-a em forma de disco, o chamado disco de acreção. À medida que as duas estrelas orbitam em torno uma da outra, ambas interagem com o disco, fazendo com que este se comporte como um pião rodando de forma desengonçada - um tipo de movimento chamado precessão. Este movimento afeta o comportamento de qualquer material que tenha sido ejetado a partir dos pólos do sistema, tal como os jatos que se deslocam para o exterior. Este estudo confirma assim que discos de acreção em movimento de precessão existentes no interior de sistemas binários, provocam padrões simétricos extraordinários em torno de nebulosas planetárias como a Fleming 1.

As imagens profundas do VLT levaram também à descoberta de um anel de matéria no interior da nebulosa. Sabe-se que tal anel de matéria existe em outras famílias de sistemas binários, parecendo ser uma assinatura da presença de um par estelar.

"Os nossos resultados confirmam de modo consistente o papel desempenhado pela interação entre pares de estrelas, no sentido de darem forma, ou até formarem, as nebulosas planetárias," conclui Boffin.

Fonte: ESO

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