Explicados os "regadores" cósmicos

Estranho par de estrelas velhas esculpe forma espetacular numa nebulosa planetária

Esta nova imagem do Very Large Telescope do ESO mostra a nebulosa planetária Fleming 1 na constelação do Centauro. Este objeto consiste numa nuvem brilhante de gás em torno de uma estrela moribunda. As novas observações mostraram que existe, muito provavelmente, um par de estrelas anãs brancas no coração deste objeto, algo bastante raro. Os movimentos orbitais deste sistema binário explicam de forma perfeita as estruturas simétricas dos jatos existentes nas nuvens de gás circundantes, neste e noutros objetos similares. Créditos: ESO/H. Boffin

Os astrónomos utilizaram o Very Large Telescope 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. 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 a 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 mostrada aptidão para a astronomia.

Os astrónomos debatem desde há muito como é que estes jatos simétricos se podem criar, sem nunca chegar a um consenso. Agora, uma equipa de investigação liderada por Henri Boffin (ESO, Chile) combinou observações de Fleming 1 do Very Large Telescope (VLT) com modelos de computador existentes, para explicar pela primeira vez em pormenor como é que estes estranhos jatos se formam. A equipa 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 dado muito controvérsia ao longo de décadas," diz Henri Boffin. "Os astrónomos tinham já 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 invulgar sistema com muito pormenor e espreitar mesmo para 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 até oito vezes a massa do Sol a aproxima do final da sua vida, ejeta as suas camadas exteriores, começando assim a perder massa. Este fenómeno 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 actua 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 afecta 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 noutras 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.

Fonte: http://www.eso.org/public/portugal/news/