Alinhamento estranho de nebulosas planetárias

Esta imagem mostra um exemplo de uma nebulosa planetária bipolar conhecida como NGC 6537, obtida pelo New Technology Telescope instalado no Observatório de La Silla do ESO. A forma, que lembra uma borboleta ou ampulheta, foi moldada quando uma estrela como o Sol se aproximou do final da sua vida e soprou as suas camadas exteriores para o espaço circundante. No caso das nebulosas bipolares este material é canalizado em direção aos polos da estrela a envelhecer, criando uma estrutura típica de lóbulos duplos. Observações obtidas com o NTT e o Hubble mostraram que nebulosas planetárias situadas na direção do bojo central da nossa Via Láctea parecem estar estranhamente alinhadas no céu - um resultado surpreendente dada a sua formação caótica e variada.

Os astrônomos utilizaram o New Technology Telescope do ESO e o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para explorar mais de 100 nebulosas planetárias situadas no bojo central da nossa galáxia e descobriram que os membros em forma de borboleta desta família cósmica tendem a alinhar-se misteriosamente - um resultado surpreendente tendo em conta as suas histórias diferentes e propriedades variadas.

Uma estrela como o Sol nas últimas fases da sua vida lança as suas camadas exteriores para o espaço circundante, dando origem a objetos chamados nebulosas planetárias que apresentam uma variedade de formas bonitas e intrigantes.

Um dos tipos destas nebulosas, conhecidas como nebulosas planetárias bipolares, formam ampulhetas ou borboletas fantasmagóricas em torno das suas estrelas progenitoras.

Todas estas nebulosas formaram-se em locais diferentes e apresentam diferentes características.

E, nem as nebulosas individuais nem as estrelas que as formaram, interagiriam com outras nebulosas planetárias.

No entanto, um novo estudo feito por astrônomos da Universidade de Manchester, Reino Unido, mostra semelhanças surpreendentes entre algumas destas nebulosas: muitas delas alinham-se no céu da mesma maneira.

“Esta é verdadeiramente uma descoberta surpreendente e, se for confirmada, uma descoberta muito importante,” explica Bryan Rees da Universidade de Manchester, um dos dois autores do artigo científico que apresenta estes resultados.

“Muitas destas borboletas fantasmagóricas parecem ter os seus eixos maiores alinhados ao longo do plano da nossa Galáxia".

"Ao usar imagens tanto do Hubble como do NTT, pudemos ver muito bem estes objetos e por isso conseguimos estudá-los com grande detalhe.”

Os astrônomos observaram 130 nebulosas planetárias no bojo central da Via Láctea e identificaram três tipos diferentes destes objetos, estudando cuidadosamente as suas características e a sua aparência.

“Enquanto duas destas populações estavam alinhadas no céu de modo completamente aleatório, como o esperado, descobrimos que a terceira - as nebulosas bipolares - mostrava uma preferência surpreendente por um determinado alinhamento,” diz o segundo autor do artigo, Albert Zijlstra, também da Universidade de Manchester.

“Apesar de qualquer alinhamento ser por si só uma surpresa, encontrá-lo na região central muito populada da Galáxia é ainda mais inesperado.”

Pensa-se que as nebulosas planetárias são esculpidas pela rotação do sistema estelar a partir do qual se formam, dependendo por isso das propriedades do sistema - por exemplo, se se tratar de uma estrela binária, ou se existirem um número de planetas em sua órbita, ambos os fatores são susceptíveis de influenciar a forma da bolha soprada.

As formas das nebulosas bipolares são bastante extremas e são provavelmente causadas por jatos que lançam, a partir do sistema binário, matéria perpendicular à órbita.

“O alinhamento que estamos a ver destas nebulosas bipolares indicam que algo de estranho se passa nos sistemas estelares situados no seio do bojo central,” explica Rees.

“Para que se alinhem do modo que vemos, os sistemas estelares que formam estas nebulosas teriam que estar a rodar perpendicularmente às nuvens interestelares a partir das quais se formaram, o que é muito estranho.”

Apesar das propriedades das suas estrelas progenitoras darem forma a estas nebulosas, esta nova descoberta aponta para outro fator ainda mais misterioso.

Ao mesmo tempo que estas características estelares complexas temos também as da Via Láctea; o bojo central roda como um todo em torno do centro galáctico.

Este bojo pode ter uma influência maior sobre toda a nossa Galáxia do que o suposto anteriormente - através dos campos magnéticos.

Os astrônomos sugerem que o comportamento ordenado das nebulosas planetárias poderia ter sido causado pela presença de campos magnéticos fortes existentes na altura em que o bojo se formou.

Como as nebulosas mais perto de casa não se alinham do mesmo modo ordenado, estes campos teriam que ter sido muitas vezes mais fortes do que os que existem presentemente na nossa vizinhança.

“Podemos aprender muito com o estudo destes objetos,” conclui Zijlstra.

“Se as nebulosas se comportam realmente deste modo inesperado, este fato terá consequências não apenas para o passado de estrelas individuais, mas também para o passado de toda a Galáxia.”

Esta fotografia de grupo mostra quatro nebulosas planetárias bipolares fotografadas com telescópios do ESO. Estudos de objetos semelhantes no bojo central da Via Láctea revelaram um alinhamento inesperado. Os objetos que aqui se vêem estão muito mais perto da Terra do que os utilizados neste estudo, mas demonstram bem a variedade de formas destes objetos espetaculares. Os objetos são: Nebulosa do Haltere, Messier 27 (em cima à esquerda), NGC 6302 (em cima à direita), NGC 5189 (embaixo à esquerda) e Fleming 1 (embaixo à direita).

O “eixo maior” de uma nebulosa planetária bipolar corta as asas da borboleta, enquanto o “eixo menor” corta o corpo.

As formas das imagens das nebulosas planetárias foram separadas em três tipos, segundo a seguinte classificação: elíptica, com ou sem uma estrutura interna alinhada e bipolar.

Um sistema binário consiste em duas estrelas que rodam em torno do seu centro de gravidade comum.

Sabe-se muito pouco sobre a origem e as características dos campos magnéticos presentes na nossa Galáxia quando esta era jovem, por isso não sabemos bem se estes campos se tornaram mais fortes ou decaíram com o tempo.

Esta imagem obtida com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra um exemplo de uma nebulosa planetária bipolar. Este objeto, conhecido por Hubble 12 e também catalogado como PN G111.8-02.8, situa-se na constelação de Cassiopeia. A forma, que lembra uma borboleta ou ampulheta, foi moldada quando uma estrela como o Sol se aproximou do final da sua vida e soprou as suas camadas exteriores para o espaço circundante. No caso das nebulosas bipolares este material é canalizado em direção aos polos da estrela a envelhecer, criando uma estrutura típica de lóbulos duplos. Observações obtidas com o NTT e o Hubble mostraram que nebulosas planetárias situadas na direção do bojo central da nossa Via Láctea parecem estar estranhamente alinhadas no céu - um resultado surpreendente dada a sua formação caótica e variada.

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado "Alignment of the Angular Momentum Vectors of Planetary Nebulae in the Galactic Bulge", que será publicado na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A equipa é composta por B. Rees (Universidade de Manchester, RU) e A. A. Zijlstra (Universidade de Manchester, RU). Bryan Rees começou a trabalhar em investigação astrofísica tarde na vida - decidiu fazer um doutoramento depois de se ter reformado cedo e este trabalho faz parte da sua tese.

Fonte: ESO