Astrônomos europeus descobriram uma característica inesperada escondida na famosa Nebulosa do Anel. A descoberta foi feita por uma equipe liderada por pesquisadores da University College London e da Cardiff University, que descobriram estreitas faixas de nuvens feitas de ferro nas profundezas da nebulosa.
Nuvens de ferro são relatadas pela primeira vez nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Forma uma longa faixa que se ajusta perfeitamente à região interna da nebulosa, uma região de formato oval visível em muitas imagens famosas, incluindo aquelas capturadas em comprimentos de onda infravermelhos pelo Telescópio Espacial James Webb.1 A estrutura é enorme. Seu comprimento é aproximadamente 500 vezes maior que a órbita de Plutão ao redor do Sol, e sua quantidade total de ferro é aproximadamente igual à massa de Marte.
O que há de tão especial na Nebulosa do Anel
Em 1779, o astrônomo francês Charles Messier observou pela primeira vez a Nebulosa do Anel na constelação norte de Lyra.2 É a camada brilhante de gás produzida quando uma estrela atinge o fim da sua fase de queima de combustível nuclear e ejeta as suas camadas exteriores para o espaço. Os astrónomos esperam que o Sol se desfaça da sua matéria exterior de forma semelhante daqui a milhares de milhões de anos.3
Como os lingotes de ferro foram descobertos?
As nuvens de ferro foram reveladas através de observações usando o modo Large Integral Field Unit (LIFU) de um novo instrumento chamado WHT Enhanced Surface Velocity Explorer (WEAVE).4 WEAVE está instalado no Telescópio William Herschel de 4,2 metros do Grupo Isaac Newton.5
LIFU consiste em centenas de fibras ópticas trabalhando juntas. Esta configuração permitiu aos investigadores recolher espectros (onde a luz é dividida nos seus comprimentos de onda componentes) de todos os pontos da superfície da Nebulosa do Anel, cobrindo todos os comprimentos de onda ópticos pela primeira vez.
Observe as nebulosas de uma nova maneira
O autor principal, Roger Wesson, do Departamento de Física e Astronomia da UCL e da Universidade de Cardiff, descreve como a descoberta surgiu. “Embora a Nebulosa do Anel tenha sido estudada utilizando muitos telescópios e instrumentos diferentes, o WEAVE permite-nos observá-la de uma nova forma, fornecendo mais detalhes do que antes. Ao adquirir continuamente espectros de toda a nebulosa, podemos criar imagens da nebulosa em qualquer comprimento de onda e determinar a sua composição química em qualquer local.
“À medida que processávamos os dados e percorríamos as imagens, uma coisa apareceu tão clara quanto qualquer coisa – esta ‘faixa’ anteriormente desconhecida de átomos de ferro ionizado no meio do familiar e icônico anel.”
Diferentes visões sobre suas origens
Os pesquisadores dizem que a origem da barra de ferro permanece desconhecida. Observações mais detalhadas são necessárias para entender como ele se formou. Uma possibilidade é que a estrutura preserve novas informações sobre como uma estrela moribunda expele o seu material. Outra explicação, mais especulativa, sugere que o ferro pode fazer parte de um arco de plasma que foi criado quando um planeta rochoso foi vaporizado durante a expansão inicial da estrela.
A coautora, Professora Janet Drew, do Departamento de Física e Astronomia da UCL, enfatizou que ainda faltam informações importantes. “Definitivamente precisamos de saber mais, especialmente se quaisquer outros elementos químicos coexistem com o ferro recentemente detetado, pois isso pode indicar-nos a classe certa de modelos a seguir. Atualmente, falta-nos esta informação importante.”
Quais são os próximos passos da pesquisa?
A equipe está atualmente preparando um estudo de acompanhamento e planeja usar o LIFU do WEAVE para coletar novos dados com resolução espectral mais alta. Estas observações deverão ajudar a esclarecer como as barras de ferro se formaram e se outros elementos estavam presentes ao seu redor.
O WEAVE planeia realizar oito grandes pesquisas durante os próximos cinco anos, estudando tudo, desde anãs brancas próximas até galáxias extremamente distantes. Como parte deste projeto, o Survey of Stellar, Circular and Interstellar Physics, liderado pelo Professor Drew, observou uma série de nebulosas ionizadas adicionais na parte norte da Via Láctea.
Dr. Wesson observou que estruturas semelhantes podem ser comuns. “Seria muito surpreendente se as barras de ferro no anel fossem únicas. Por isso, esperamos que, à medida que observarmos e analisarmos mais nebulosas criadas da mesma forma, encontraremos mais exemplos deste fenómeno, o que nos ajudará a compreender de onde vem o ferro.”
O professor Scott Trager, cientista do projeto WEAVE na Universidade de Groningen, acrescentou: “A descoberta desta estrutura fascinante e até então desconhecida numa joia do céu noturno amada pelos observadores do céu no Hemisfério Norte demonstra as incríveis capacidades do WEAVE. Estamos ansiosos por muitas mais descobertas deste novo instrumento.”
notas
- 1 Veja, por exemplo. https://www.ucl.ac.uk/news/2023/aug/second-james-webb-image-ring-nebula-hints-dying-stars-companion https://www.cardiff.ac.uk/news/view/2739414-astronomomers-spy-structs-that-no-previous-telescope-could-detect-in-new-images-of-dying-star
- A Nebulosa do Anel também é conhecida como M 57 – a 57ª lista no catálogo “Nebulosas e Aglomerados Estelares” de Messier. John LE Dreyer também o incluiu em seu Novo Catálogo Geral, publicado pela primeira vez pela Royal Astronomical Society em 1888 como NGC 6720.
- Quando uma estrela como o Sol fica sem combustível de hidrogénio, expande-se para uma gigante vermelha extrema e liberta as suas camadas exteriores, depois desliza para formar uma concha brilhante. As conchas criadas desta forma são conhecidas na astronomia como nebulosas planetárias. O que resta do núcleo estelar torna-se uma anã branca, que já não queima qualquer combustível, mas continua a brilhar à medida que arrefece lentamente ao longo de milhares de milhões de anos. A Nebulosa do Anel é uma nebulosa planetária localizada a 2.600 anos-luz (ou 787 parsecs) de distância e que se acredita ter se formado há aproximadamente 4.000 anos. As ejeções das nebulosas planetárias devolvem o material formado nas estrelas para o espaço interestelar e são a fonte da maior parte do carbono e do nitrogênio do universo, componentes essenciais da vida na Terra. Estrelas com mais de oito vezes a massa do Sol envelhecem de diferentes maneiras, terminando abruptamente as suas vidas em poderosas explosões chamadas supernovas à medida que colapsam para formar buracos negros ou estrelas de neutrões.
- O financiamento para o mecanismo WEAVE é fornecido pelo UKRI STFC, a Universidade de Oxford, NOVA, NWO, o Canary Institute of Astronomy (IAC), o Grupo de Parceiros Isaac Newton (STFC, NWO e Espanha, liderado pelo IAC), INAF, CNRS-INSU, o Observatório de Paris, a Região Ile-de-France, CONACYT através do INAOE, o Ministério da Saúde francês. Educação, Ciência e Desporto da República da Lituânia, Observatório Konkoli (CSFK), Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA Heidelberg), Universidade de Lund, Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP), Conselho Sueco de Investigação, Comissão Europeia e Universidade da Pensilvânia. O consórcio de pesquisa WEAVE consiste no ING e seus três parceiros (representados por UKRI STFC, NWO e IAC, NOVA, INAF, GEPI, INAOE, Universidade de Vilnius, FTMC – Centro de Ciências Físicas e Tecnologia (Vilnius)), bem como participantes individuais do WEAVE. O site da WEAVE está localizado em https://weave-project.atlassian.net/wiki/display/WEAVE Uma lista completa de agências de financiamento e subsídios que apoiam o WEAVE pode ser encontrada em: https://weave-project.atlassian.net/wiki/display/WEAVE/WEAVE+Agradecimentos.
- O Telescópio William Herschel é o principal telescópio do Grupo Isaac Newton (ING), que por sua vez faz parte do Observatório Roque de los Muchachos em La Palma, Ilhas Canárias. O ING é operado conjuntamente pelo Reino Unido (STFC-UKRI), pelos Países Baixos (NWO) e pela Espanha (IAC, financiado pelo Ministério Espanhol da Ciência, Inovação e Universidades).
