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.
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