As protoestrelas dentro de Lynds 483

Duas protoestrelas estão escondidas em um único pixel perto do centro de uma impressionante nebulosa em forma de ampulheta nesta imagem infravermelha próxima do telescópio espacial James Webb (JWST).

© JWST (nebulosa escura Lynds 483)

O sistema estelar em formação ativa fica em uma nuvem molecular empoeirada catalogada como Lynds 483, a cerca de 650 anos-luz de distância em direção à constelação de Serpens Cauda.

Responsáveis ​​pelos impressionantes fluxos bipolares, as protoestrelas em colapso têm lançado jatos energéticos colimados de material ao longo de dezenas de milhares de anos. A visão de alta resolução de Webb mostra a violência da formação estelar em detalhes dramáticos à medida que as frentes de choque torcidas se expandem e colidem com material mais lento e denso.

A primeira fotografia ampla da região de formação estelar abrange menos de 1/2 ano-luz dentro da nebulosa escura Lynds 483.

Fonte: NASA

Sinal de raios X aponta para um planeta destruído

Um planeta pode ter sido destruído por uma anã branca no centro de uma nebulosa planetária, a primeira vez que tal fato ocorre.

© Chandra / Hubble / VISTA / GALEX (Nebulosa da Hélice)

Esta composição da Nebulosa da Hélice contém dados de raios X do Chandra (magenta), no visível pelo Hubble (laranja, azul claro), no infravermelho pelo ESO (dourado, azul escuro) e no ultravioleta pelo GALEX (roxo). Os dados do Chandra indicam que esta anã branca destruiu um planeta em órbita muito íntima. O ponto roxo no centro da nebulosa é a anã branca WD 2226-210.

Isto explicaria um misterioso sinal de raios X que os astrônomos já detectam na Nebulosa da Hélice há mais de 40 anos. A Nebulosa da Hélice é uma nebulosa planetária, uma estrela como o nosso Sol, mas numa fase mais avançada, que liberou as suas camadas exteriores, deixando no seu centro uma pequena estrela tênue chamada anã branca.

Eventualmente, os detritos do planeta formaram um disco ao redor da anã branca e caíram na superfície da estrela, criando o misterioso sinal em raios X que tem sido detectado durante décadas. Desde 1980, missões de raios X, como o observatório Einstein e o telescópio ROSAT, observaram uma leitura incomum no centro da Nebulosa da Hélice. Detectaram raios X altamente energéticos provenientes da anã branca WD 2226-210 no centro da nebulosa, localizada a apenas 650 anos-luz da Terra.

As anãs brancas como WD 2226-210 não emitem normalmente raios X muito intensos. Um novo estudo com dados do Chandra e do XMM-Newton pode ter finalmente resolvido a questão do que está causando estes raios X da WD 2226-210: este sinal de raios X pode ser os detritos de um planeta destruído sendo puxados para a anã branca. Se confirmado, este seria o primeiro caso de um planeta visto sendo destruído pela estrela central numa nebulosa planetária.

Observações efetuadas pelo ROSAT, Chandra e XMM-Newton entre 1992 e 2002 mostram que o sinal de raios X da anã branca permaneceu aproximadamente constante em termos de brilho durante esse tempo. Os dados, no entanto, sugerem que pode haver uma mudança sutil e regular no sinal de raios X a cada 2,9 horas, fornecendo evidências da existência de um planeta excepcionalmente próximo da anã branca.

Anteriormente, os cientistas determinaram que um planeta do tamanho de Netuno está numa órbita muito próxima da anã branca, completando uma órbita em menos de três dias. Os pesquisadores deste último estudo concluem que poderia ter existido um planeta como Júpiter ainda mais próximo da estrela. O planeta dizimado poderia ter estado inicialmente a uma distância considerável da anã branca, mas depois migrou para o interior, interagindo com a gravidade de outros planetas do sistema. Assim que se aproximou o suficiente da anã branca, a gravidade da estrela teria parcial ou completamente despedaçado o planeta.

A WD 2226-210 tem algumas semelhanças, no que se refere ao seu comportamento em raios X, com duas outras anãs brancas que não estão no interior de nebulosas planetárias. Uma delas está possivelmente retirando material de um planeta companheiro, mas de uma forma mais calma, sem que o planeta seja rapidamente destruído. A outra anã branca está provavelmente arrastando material dos vestígios de um planeta para a sua superfície. Estas três anãs brancas podem constituir uma nova classe de objetos variáveis, ou em mudança.

O artigo científico que descreve estes resultados foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Nebulosa planetária Abell 7

Esta nebulosa planetária muito tênue Abell 7 está a cerca de 1.800 anos-luz de distância.

© Vikas Chander (Abell 7)

Ela fica logo ao sul de Órion nos céus do planeta Terra em direção à constelação de Lepus, a Lebre.

Cercada por estrelas da Via Láctea e perto da linha de visão para galáxias de fundo distantes, sua forma esférica geralmente simples, com cerca de 8 anos-luz de diâmetro, é revelada nesta imagem telescópica profunda.

Dentro da nuvem cósmica, porém, há estruturas belas e complexas, aprimoradas pelo uso de longas exposições e filtros de banda estreita que captam a emissão de átomos de hidrogênio, enxofre e oxigênio. Caso contrário, Abell 7 seria muito tênue para ser apreciada a olho nu.

Uma nebulosa planetária representa uma fase final muito breve na evolução estelar que nosso próprio Sol experimentará 5 bilhões de anos, à medida que a estrela central da nebulosa, outrora semelhante ao Sol, encolhe suas camadas externas.

Estima-se que a própria Abell 7 tenha 20.000 anos de idade. Mas sua estrela central, vista aqui como uma anã branca em extinção, tem cerca de 10 bilhões de anos.

Fonte: NASA

Uma nebulosa planetária destruiu o seu sistema solar

Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu uma nebulosa planetária que destruiu o seu próprio sistema planetário, conservando os fragmentos restantes sob a forma de poeira em órbita da sua estrela central.

© Klaus Bernhard (nebulosa planetária WeSB1)

Até à data, foram confirmadas a descoberta de 5.811 exoplanetas em órbita de estrelas de todos os tipos e em quase todas as fases da evolução estelar. No entanto, embora tenham sido descobertos exoplanetas em torno de anãs brancas, a fase final da evolução de estrelas de massa baixa e intermediária, como o Sol, não foram detectados exoplanetas na fase evolutiva anterior, conhecida como a fase de nebulosa planetária. 

As nebulosas planetárias são conchas brilhantes de gás e poeira que se encontram em volta das anãs brancas mais jovens, formadas a partir do material perdido pela estrela central no fim da sua vida, mesmo antes de se tornar uma anã branca. A expulsão deste material interfere com quaisquer planetas que possam estar em órbita em torno da estrela, fazendo com que os mais próximos espiralem e sejam engolidos pela estrela central, enquanto os mais distantes se deslocam para órbitas ainda mais distantes, talvez até se soltem e voem para longe. A aparente ausência de exoplanetas em torno de estrelas na fase de nebulosa planetária levanta questões importantes sobre como é possível encontrar tantos em torno de anãs brancas. 

Esta descoberta representa um passo importante para a compreensão da população observada de exoplanetas em torno de estrelas evoluídas. A descoberta foi feita através do estudo de dados de 2.000 estrelas centrais de nebulosas planetárias observadas pelo satélite Gaia e pelo ZTF (Zwicky Transient Facility), um levantamento astronômico que permite obter imagens repetidas de grandes áreas do céu noturno em busca de transientes astronômicos e outras formas de variabilidade. 

Foi o astrônomo amador Klaus Bernhard, da associação alemã Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne, quem primeiro se deparou com o estranho comportamento desta nebulosa planetária. Ele analisou os dados e descobri que a estrela central de WeSb1 caiu para menos de 10% do seu brilho habitual durante algumas semanas em 2021, antes de voltar ao normal. Em anos anteriores, registaram-se episódios de escurecimento semelhantes, mas sempre com uma duração diferente e nunca tão profundos.

A única explicação razoável para este comportamento é a existência de grandes nuvens de poeira em órbita ao redor da estrela central, mas no interior da nebulosa. Para melhor compreender as propriedades e origens desta poeira, a equipe obteve dados adicionais utilizando o NOT (Nordic Optical Telescope) no Observatório Roque de los Muchachos do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias). De igual modo, procuraram dados existentes obtidos por outros estudos, como o ATLAS, uma rede de telescópios que em breve incluirá um instalado no Observatório de Teide, em Tenerife.

A estrela central não é, de fato, uma estrela, mas sim duas. A interação entre a estrela central e a sua companheira formou a nebulosa planetária e, ao mesmo tempo, levou à destruição dos planetas do sistema, deixando os remanescentes sob a forma de grandes nuvens de poeira em órbita em torno da estrela companheira.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

Descobertos discos protoplanetários em torno de anãs marrons

As estrelas recém-nascidas estão rodeadas por discos de gás e poeira, a que se dá o nome de discos protoplanetários, no interior dos quais nascem os planetas.

© Webb / Hubble (imagem no visível e infravermelho na Nebulosa de Órion)

Imagem infravermelha do centro da Nebulosa de Órion (M42) obtida com o instrumento NIRCam (Near Infrared Camera) do telescópio espacial James Webb. As inserções mostram imagens ampliadas de dois discos protoplanetários ionizados tênues do telescópio espacial Hubble em comprimentos de onda ópticos e depois do Webb em comprimentos de onda infravermelhos. Para cada disco protoplanetário ionizado, é detectado em silhueta na imagem óptica um pequeno disco protoplanetário, que está rodeado por uma frente de ionização brilhante que é produzida pela intensa radiação ultravioleta (UV) das estrelas mais massivas. A anã castanha no centro de cada disco é detectada na imagem infravermelha do Webb. A espetroscopia do instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb confirmou que estes objetos são anãs marrons com base nas suas temperaturas frias. 

Na M42, as estrelas mais brilhantes e massivas emitem intensa radiação ultravioleta que ilumina os discos protoplanetários, permitindo que sejam fotografados com um raro detalhe. As imagens impressionantes destes discos protoplanetários iluminados pela radiação UV, ou seja, os discos protoplanetários ionizados, foram uma das primeiras grandes descobertas do telescópio espacial Hubble, há décadas atrás. 

Um novo estudo utilizou o telescópio espacial James Webb para revelar que alguns dos discos protoplanetários ionizados originalmente detectados pelo Hubble rodeiam anãs marrons, que são objetos semelhantes a estrelas, mas demasiado pequenos e frios para fundir hidrogênio. Os novos resultados do Webb vão ajudar os astrônomos a compreender melhor como as anãs marrons se formam, a sua relação com as estrelas e os planetas e se podem até abrigar planetas. 

As estrelas nascem no interior de enormes nuvens de gás e poeira no espaço, que podem ter anos-luz de diâmetro, as chamadas nebulosas. Durante décadas, suspeitava-se que, pouco depois de uma estrela coalescer dentro de uma nebulosa, os planetas nascem dentro de um disco de gás e poeira que rodeia a estrela recém-nascida, conhecido como disco protoplanetário. 

Pouco depois do seu lançamento em 1990, o Hubble revelou algumas das fotografias diretas mais nítidas de discos protoplanetários através de observações da Nebulosa de Órion. A M42 contém cerca de 2.000 estrelas recém-nascidas e é uma das nebulosas de formação estelar mais próximas do nosso Sistema Solar, localizada a 1.300 anos-luz de distância.

Pouco depois das anãs marrons terem sido descobertas, em meados da década de 1990, os astrônomos começaram a perguntar-se se elas também poderiam abrigar discos protoplanetários. Alguns dos discos protoplanetários ionizados detectados pelo Hubble na década de 1990 pareciam rodear objetos suficientemente tênues para serem anãs marrons, mas os cientistas não possuíam as medições necessárias para confirmar que tinham as temperaturas frias das anãs marrons. Era necessário um telescópio infravermelho mais sensível para efetuar essas medições. Lançado em dezembro de 2021, o Webb é o telescópio infravermelho mais potente até à data, o que o torna perfeitamente adequado para medir as temperaturas de objetos tênues na M42 que possam ser anãs marrons, incluindo os mais tênues discos protoplanetários ionizados que foram fotografados pelo Hubble há 30 anos. 

Os astrônomos efetuaram medições espectroscópicas infravermelhas numa pequena amostra de candidatas a anã marrom na M42 utilizando o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do Webb. Estes dados confirmaram que 20 objetos são suficientemente frios para serem anãs marrons, os menores dos quais podem ter massas equivalentes a apenas 0,5% da do Sol, ou cinco massas de Júpiter. Dois outros objetos estão perto da massa mínima para a fusão, 7,5% da massa do Sol, pelo que não é claro se são pequenas estrelas ou anãs marrons grandes. 

Esta pesquisa ajudará o nosso conhecimento sobre a formação das anãs marrons e da sua relação com as estrelas e planetas. 

O artigo científico que descreve as observações foi aceito para publicação no periódico The Astrophysical Journal. 

Fonte: Pennsylvania State University

O remanescente da supernova da Nebulosa da Sereia

Novas estrelas nascem dos restos de estrelas mortas.

© Neil Corke (Nebulosa do Peixe Betta)

O remanescente gasoso do colapso gravitacional e subsequente morte de uma estrela muito massiva na Via Láctea criou o remanescente de supernova G296.5+10.0, do qual a Nebulosa da Sereia em destaque faz parte. Também conhecida como Nebulosa do Peixe Betta, a Nebulosa da Sereia faz parte de uma subclasse incomum de remanescentes de supernova que são de dois lados e quase circulares.

Originalmente descoberta em raios X, a nebulosa filamentosa é uma fonte frequentemente estudada também em luz de rádio e raios gama. A cor azul visível aqui se origina do oxigênio duplamente ionizado (OIII), enquanto o vermelho profundo é emitido pelo gás hidrogênio. O formato de sereia da nebulosa provou ser útil para medições do campo magnético interestelar.

Fonte: NASA

A Torre Negra em Escorpião

Em silhueta contra um campo estelar lotado ao longo da cauda da constelação aracnídea de Escorpião, esta nuvem cósmica empoeirada evoca para alguns a imagem de uma torre escura ameaçadora.

© Mike Selby (NGC 6231 e a Torre Negra)

Na verdade, aglomerados monstruosos de poeira e gás molecular colapsando para formar estrelas podem muito bem se esconder dentro da nebulosa escura, uma estrutura que se estende por quase 40 anos-luz neste retrato telescópico. 

A constelação do Escorpião é povoada com grupos espetaculares individuais de formação de estrelas. Se esses grupos possuem muitas estrelas quentes, e estrelas extremamente luminosas do Tipo-OB, eles são conhecidos como associações OB. As estrelas nesses grupos não estão na sua maioria unidas gravitacionalmente, mas estão se expandindo uma em relação às outras a partir de um centro comum, que presumivelmente marca o seu local de nascimento.

Perto do centro da associação OB do Scorpius, está o aglomerado NGC 6231. Esse grupo de estrelas é gravitacionalmente unido e é muito jovem com uma idade aproximada de 3,5 milhões de anos. O aglomerado também é muito luminoso e a sua radiação e a da estrela ultra luminosa zeta-1 Scorppi (que não aparece nessa imagem, mas está localizado um grau ao sul da imagem) afetando um vasto volume do espaço fazendo com que nuvens negras e empoeiradas ganham vida como nebulosas. Não é nenhuma surpresa encontrar os nomes das associações OB ligadas às regiões mais espetaculares do céu, em Órion, Carina, Cygnus e Pegasus.

A nuvem varrida para trás é moldada pela intensa radiação ultravioleta da associação OB de estrelas muito quentes em NGC 6231, no canto superior direito da imagem. Essa luz ultravioleta energética alimenta o brilho avermelhado do gás hidrogênio que circunda o glóbulo cometário. Estrelas quentes incrustadas na poeira podem ser vistas como nebulosas de reflexão azuladas. Esta torre escura e nebulosas associadas estão a cerca de 5.000 anos-luz de distância da Terra. 

Fonte: NASA

Sondando as origens da Nebulosa do Caranguejo

A Nebulosa do Caranguejo (Messier 1 ou M1) é um exemplo próximo dos detritos deixados para trás quando uma estrela sofre uma morte violenta numa explosão de supernova.

© Webb (M1)

No entanto, apesar de décadas de estudo, este remanescente de supernova continua mantendo um certo grau de mistério: que tipo de estrela foi responsável pela criação da Nebulosa do Caranguejo e qual foi a natureza da explosão? 

O telescópio espacial James Webb com os instrumentos MIRI (Mid-Infared Instrument) e NIRCam (Near-Infrared Camera) proporcionou uma nova visão de M1, incluindo os dados infravermelhos de maior qualidade já disponíveis para ajudar os cientistas a explorar a estrutura detalhada e a composição química do remanescente. Estas pistas estão ajudando a desvendar a forma incomum como a estrela explodiu há cerca de 1.000 anos. 

Os astrônomos analisaram a composição da Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova situado a 6.500 anos-luz de distância, na direção da constelação de Touro. A Nebulosa do Caranguejo é o resultado de uma supernova de colapso do núcleo, a morte de uma estrela massiva. A explosão de supernova foi observada na Terra no ano 1054 e foi suficientemente brilhante para ser vista durante o dia. O remanescente, muito mais tênue, observado hoje em dia, é uma concha em expansão de gás e poeira, e um vento alimentado por um pulsar, uma estrela de nêutrons de rotação rápida e altamente magnetizada.

A M1 possui composição atípica e a energia muito baixa da explosão levaram os astrônomos a pensar que se tratava de uma supernova de captura de elétrons, um tipo raro de explosão que surge de uma estrela com um núcleo menos evoluído feito de oxigênio, neônio e magnésio, em vez de um mais típico núcleo de ferro. Esforços de pesquisa anteriores calcularam a energia cinética total da explosão com base na quantidade e velocidades dos detritos atuais. Os astrónomos deduziram que a natureza da explosão foi de uma energia relativamente baixa (menos de um-décimo da de uma supernova normal) e que a massa da estrela progenitora se situava entre oito e 10 massas solares, oscilando na linha tênue entre as estrelas que sofrem uma morte violenta por supernova e as que não sofrem. 

No entanto, existem inconsistências entre a teoria da supernova por captura de elétrons e as observações da Nebulosa do Caranguejo, particularmente o rápido movimento observado do pulsar. Nos últimos anos, os astrônomos também melhoraram a sua compreensão das supernovas de colapso do núcleo de ferro e agora pensam que este tipo também pode produzir explosões de baixa energia, desde que a massa estelar seja adequadamente baixa.

Para reduzir o nível de incerteza acerca da estrela progenitora da Nebulosa do Caranguejo e da natureza da explosão, foram usadas as capacidades espectroscópicas do Webb para se focar em duas áreas localizadas nos filamentos interiores da nebulosa. As teorias preveem que, devido à diferente composição química do núcleo de uma supernova com captura de elétrons, a taxa da abundância de níquel em relação ao ferro (Ni/Fe) deve ser muito maior do que a taxa medida no nosso Sol (que contém estes elementos de gerações anteriores de estrelas). 

Estudos realizados no final da década de 1980 e início da década de 1990 mediram a taxa Ni/Fe na Nebulosa do Caranguejo usando dados ópticos e no infravermelho próximo e notaram uma taxa de abundância Ni/Fe elevada que parecia favorecer o cenário da supernova de captura de elétrons. Foi descoberto que a taxa ainda era elevada em comparação com o do Sol, mas apenas modestamente e muito mais baixo em comparação com estimativas anteriores. Os valores revistos são consistentes com a captura de elétrons, mas não excluem uma explosão de colapso do núcleo de ferro de uma estrela de massa similarmente baixa. 

Será necessário mais trabalho teórico e observacional para distinguir entre estas duas possibilidades. Para além de obter dados espectrais de duas pequenas regiões do interior da Nebulosa do Caranguejo a fim de medir a taxa de abundância, o telescópio também observou o ambiente mais amplo do remanescente para compreender os detalhes da emissão de síncrotron e a distribuição de poeira. As imagens e os dados recolhidos pelo MIRI permitiram à equipe isolar a emissão de poeira no interior da Nebulosa do Caranguejo e mapeá-la em alta resolução pela primeira vez. Ao mapear a emissão de poeira quente com o Webb, e até combinando-a com os dados do observatório espacial Herschel referente aos grãos de poeira mais frios, a equipe criou uma imagem completa da distribuição da poeira: os filamentos mais exteriores contêm poeira relativamente mais quente, enquanto os grãos mais frios estão predominantes perto do centro.

Estas conclusões foram aceitas para publicação no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Space Telescope Science Institute

GK Persei: Nova e Nebulosa Planetária

Sabe-se que o sistema estelar GK Persei está associado a apenas duas das três nebulosas retratadas.

© Deep Sky Collective (GK Persei)

A 1.500 anos-luz de distância, Nova Persei 1901 (GK Persei) foi a segunda nova mais próxima já registrada. Bem no centro está uma estrela anã branca, o núcleo sobrevivente de uma antiga estrela semelhante ao Sol. 

Está rodeada pela nebulosa circular do Fogo de Artifício, gás que foi ejetado por uma explosão termonuclear na superfície da anã branca, ou seja, uma nova, conforme registrado em 1901. O gás vermelho brilhante que rodeia a nebulosa do Fogo de Artifício é a atmosfera que costumava rodear a estrela central. Este gás foi expelido antes da nova e aparece como uma nebulosa planetária difusa. O tênue gás cinza que atravessa é um cirro interestelar que parece estar apenas passando coincidentemente. 

Em 1901, a nova de GK Persei tornou-se mais brilhante que Betelgeuse. Da mesma forma, espera-se que o sistema estelar T CrB entre em erupção em uma nova ainda este ano, mas não sabemos exatamente quando nem quão brilhante ela se tornará.

Veja outras informações em Explosão de supernova pode ter grande impacto.

Fonte: NASA