Astrônomos na Europa descobriram uma característica inesperada escondida dentro da famosa Nebulosa do Anel. A descoberta foi feita por uma equipe liderada por pesquisadores da UCL (University College London) e da Universidade de Cardiff, que descobriram uma nuvem estreita em forma de barra feita de ferro nas profundezas da nebulosa.
A nuvem de ferro foi relatada pela primeira vez nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Forma uma longa faixa que se ajusta perfeitamente à região interna da nebulosa, que tem uma forma elíptica vista em muitas imagens bem conhecidas, incluindo aquelas obtidas pelo Telescópio Espacial James Webb em luz infravermelha.1 A estrutura é enorme. Tem cerca de 500 vezes o comprimento da órbita de Plutão em torno do Sol, e a quantidade total de ferro que contém é aproximadamente a massa de Marte.
O que torna a Nebulosa do Anel especial
A Nebulosa do Anel foi observada pela primeira vez em 1779 pelo astrônomo francês Charles Messier na constelação norte de Lyra.2 É um envelope brilhante de gás que se forma quando uma estrela atinge o fim da queima de combustível nuclear e ejeta suas camadas externas para o espaço. Os astrónomos esperam que o Sol se desfaça do seu material exterior de forma semelhante dentro de alguns milhares de milhões de anos.3
Como o lingote de ferro foi encontrado
A nuvem de ferro foi descoberta através de observações feitas no modo Large Integral Field Unit (LIFU) de um novo instrumento conhecido como WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE).4 WEAVE está montado 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 separada nos seus comprimentos de onda componentes) de cada ponto da superfície da Nebulosa do Anel, cobrindo todos os comprimentos de onda ópticos pela primeira vez.
Veja a nebulosa de uma nova maneira
O autor principal, Roger Wesson, que trabalha no Departamento de Física e Astronomia da UCL e na Universidade de Cardiff, descreveu como a descoberta surgiu. “Embora a Nebulosa do Anel tenha sido estudada com vários telescópios e instrumentos, o WEAVE permitiu-nos observá-la de uma nova forma, fornecendo muito mais detalhes do que antes. Ao obter um espectro contínuo ao longo de toda a nebulosa, podemos obter imagens da nebulosa em qualquer comprimento de onda e determinar a sua composição química em qualquer posição.
“Quando processamos os dados e folheamos as imagens, uma coisa saltou à tona, pois nada estava claro – esta ‘barra’ anteriormente desconhecida de átomos de ferro ionizado no meio do familiar e icônico anel.”
Ideias concorrentes sobre sua origem
Os pesquisadores dizem que a origem do lingote de ferro ainda é desconhecida. Serão necessárias observações mais detalhadas para compreender como se formou. Uma possibilidade é que a estrutura contenha novas informações sobre como a estrela moribunda descartou o seu material. Outra explicação, mais especulativa, sugere que o ferro pode ser parte de um arco curvo de plasma que se formou quando o planeta rochoso evaporou durante a expansão anterior da estrela.
A co-autora, Professora Janet Drew, da UCL Physics & Astronomy, enfatizou que ainda faltavam informações importantes. “Definitivamente precisamos de saber mais – em particular, se existem quaisquer outros elementos químicos juntamente com o ferro recentemente descoberto, pois isso provavelmente nos diria a classe certa de modelo a procurar. Agora falta-nos esta informação importante.”
O que vem a seguir para pesquisa
A equipe está agora preparando um estudo de acompanhamento e planeja coletar novos dados com o LIFU WEAVE em resolução espectral mais alta. Estas observações deverão ajudar a descobrir como o lingote de ferro foi formado e se outros elementos estão presentes perto dele.
Nos próximos cinco anos, o WEAVE planeia realizar oito grandes pesquisas, estudando objetos que vão desde anãs brancas próximas até galáxias muito distantes. Uma parte do projeto, o estudo de Física Estelar, Circumestelar e Interestelar liderado pelo Professor Drew, já está a observar muitas nebulosas ionizadas adicionais no norte da Via Láctea.
Dr. Wesson observou que estruturas semelhantes podem se tornar comuns. “Seria muito estranho se o lingote de ferro no Anel fosse único. Então, esperançosamente, à medida que observarmos e analisarmos novas nebulosas criadas da mesma forma, descobriremos mais exemplos deste fenómeno, o que nos ajudará a compreender de onde vem o ferro.”
O professor Scott Traeger, cientista do projeto WEAVE da Universidade de Groningen, acrescentou: “A descoberta desta estrutura fascinante e até então desconhecida numa joia do céu noturno, adorada pelos observadores do céu do Hemisfério Norte, demonstra as incríveis capacidades do WEAVE. Estamos ansiosos por muitas mais descobertas desta nova ferramenta.”
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-astronomers-spy-structures-that-no-previous-telescope-could-detect-in-new-images-of-dying-star
- A Nebulosa do Anel, também conhecida como M 57, é a 57ª entrada no catálogo de nebulosas e aglomerados de estrelas de Messier. John L. Dreyer também o incluiu em seu Novo Catálogo Geral, publicado pela primeira vez em 1888 pela Royal Astronomical Society, onde aparece como NGC 6720.
- Quando uma estrela como o Sol fica sem combustível de hidrogénio, expande-se para se tornar uma gigante extremamente vermelha e liberta as suas camadas exteriores, que depois se esticam para formar um envelope brilhante. A concha assim criada é conhecida na astronomia como nebulosa planetária. O núcleo estelar restante torna-se uma anã branca, que, embora não queime combustível, continua a brilhar, arrefecendo 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 nós e que se acredita ter se formado há cerca de 4.000 anos. A ejeção da nebulosa planetária devolve a matéria formada na estrela ao espaço interestelar e é a fonte da maior parte do carbono e do nitrogênio do universo – os principais blocos de construção da vida na Terra. Estrelas com oito vezes a massa do Sol envelhecem de maneiras diferentes, encerrando a vida repentinamente em uma poderosa explosão chamada supernova, quando entram em colapso para formar um buraco negro ou estrela de nêutrons.
- O financiamento para a instalação WEAVE foi fornecido por UKRI STFC, Universidade de Oxford, NOVA, NWO, Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Isaac Newton Group Partners (STFC, NWO e Espanha liderados por IAC), INAF, CNRS-INSU, Observatório de Paris, Região Ile-de-France, CONACYT através de INAOE, Ministério da 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 Pesquisa, Comissão Europeia e Universidade da Pensilvânia. O WEAVE Survey Consortium consiste no ING, seus três parceiros representados por UKRI STFC, NWO e IAC, NOVA, INAF, GEPI, INAOE, Universidade de Vilnius, FTMC – Centro de Ciências Físicas e Tecnologias (Vilnius) e participantes individuais do WEAVE. O site da WEAVE pode ser encontrado em https://weave-project.atlassian.net/wiki/display/WEAVE e 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 telescópio principal do Grupo Isaac Newton (ING), que por sua vez faz parte do Observatório Roque de los Muchachos em La Palma, nas Ilhas Canárias. O ING é gerido conjuntamente pelo Reino Unido (STFC-UKRI), pelos Países Baixos (NWO) e pela Espanha (IAC, financiado pelo Ministério espanhol da Ciência, Inovação e Universidades).
