Quanto tempo duram as nebulosas planetárias?

 Em média, uma nebulosa planetária deve permanecer visível por cerca de 25.000 anos antes que sua camada de gás se torne invisível. 

A nebulosa planetária NGC 6302, também chamada de Nebulosa Borboleta e Nebulosa do Inseto, está localizada na Via Láctea, a cerca de 3.800 anos-luz de distância, em Escorpião. Com cerca de 2.200 anos, a NGC 6302 é relativamente jovem. Crédito: NASA, ESA e a equipe ERO do Hubble SM4 

Quanto tempo duram, em média, as nebulosas planetárias? Quais são alguns dos fatores controladores?

Conselho Doug Kaupa em Penhascos, Iowa

Para entender por quanto tempo uma nebulosa planetária permanece visível, primeiro precisamos entender por que uma nebulosa planetária é visível. Quando uma estrela do tipo solar (com massa de 0,8 a oito vezes maior que a do nosso Sol) chega ao fim de seu ciclo de vida, ela se desfaz de suas camadas externas, deixando para trás um núcleo quente que emite grandes quantidades de raios ultravioleta de alta energia.

A camada gasosa em expansão absorve os raios, e essa absorção deixa os gases em um estado excitado, o que significa que os elétrons dentro dos átomos são elevados a níveis de energia mais altos. Esses elétrons então emitem luz visível quando retornam aos seus estados originais. À medida que a camada gasosa continua a se expandir, a nebulosa planetária permanecerá visível para nós até que os gases se tornem muito difusos.

A duração do período de visibilidade, portanto, dependerá da quantidade de material expelido, que está diretamente relacionada à massa da estrela; Naturalmente, quanto maior a massa, maior a quantidade de material expelida. O tempo que uma nebulosa é visível também depende de sua taxa de expansão: quanto mais rápido ela se expande, menos tempo levará para se tornar tão difusa que não absorve energia suficiente para brilhar. Outro fator ainda é a metalicidade, ou composição química. Cascas gasosas com menor teor metálico tendem a ser menos densas e, portanto, se tornam muito raras para permanecerem visíveis em um período de tempo menor. (Nota: Astronomicamente falando, um metal é definido como qualquer elemento mais pesado que o hélio.)

Levando esses fatores em consideração, os astrônomos estimam que uma nebulosa planetária deveria, em média, permanecer visível por 21.000 a 25.000 anos antes que sua casca se torne invisível. Lembre-se de que esse valor é uma média. Nebulosas planetárias que se expandem muito rápido e são menos densas desaparecem antes, enquanto aquelas que se expandem mais lentamente e têm maior densidade duram mais.

Em 2022, uma equipe de astrônomos da Universidade de Hong Kong e do Laboratório de Pesquisa Espacial descobriu uma nebulosa planetária no aglomerado estelar M37, que eles estimaram ter 70.000 anos. (Astrônomos podem estimar a idade de uma nebulosa planetária medindo sua velocidade de expansão e extrapolando para trás.) Esta nebulosa planetária, IPHASX J055226,2+323724, é a mais antiga das aproximadamente 4.000 nebulosas planetárias conhecidas em nossa galáxia. Embora seja um caso isolado, ilustra o ponto de que algumas nebulosas planetárias durarão bem além de 25.000 anos. No entanto, é altamente improvável que qualquer nebulosa planetária permaneça visível por mais de 100.000 anos.

Podemos concluir que as nebulosas planetárias que podemos ver através de nossos escopos (por exemplo, a Nebulosa do Anel e a Nebulosa da Hélice) permanecerão visíveis por milhares de anos. Mas, comparadas às estrelas que as produzem, as nebulosas planetárias são, de fato, entidades efêmeras.

Edward Herrick-Gleason

Educador em Astronomia, St. John's, Terra Nova e Labrador

Astronomy.com