Nebulosa do Olho de Gato vista em 3D

Pesquisadores criaram o primeiro modelo tridimensional gerado por computador da Nebulosa do Olho do Gato, revelando um par de anéis simétricos que circundam a camada externa da nebulosa. A simetria dos anéis sugere que eles foram formados por um jato de precessing, fornecendo fortes evidências para uma estrela binária no centro da nebulosa. O estudo foi liderado por Ryan Clairmont, que recentemente concluiu o ensino médio nos Estados Unidos, e é publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma comparação lado a lado do modelo tridimensional da Nebulosa do Olho do Gato criada por Clairmont e a Nebulosa do Olho do Gato como fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito: Ryan Clairmont (esquerda), NASA, ESA, HEIC e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) (à direita)

Uma nebulosa planetária se forma quando uma estrela de massa solar moribunda ejeta sua camada externa de gás, criando uma estrutura colorida, semelhante a uma concha, distinta a esses objetos. A Nebulosa do Olho de Gato, também conhecida como NGC 6543, é uma das mais complexas nebulosas planetárias conhecidas. Fica a pouco mais de 3.000 anos-luz da Terra, e pode ser visto na constelação de Draco. A Nebulosa do Olho do Gato também foi imagens pelo Telescópio Espacial Hubble em alta resolução, revelando uma estrutura intrincada de nós, conchas esféricas e filamentos semelhantes a arcos.

A misteriosa estrutura da nebulosa confundiu astrofísicos porque não podia ser explicada por teorias previamente aceitas para a formação de nebulosas planetárias. Pesquisas mais recentes mostraram que os jatos de precessing eram mecanismos potenciais de modelagem em nebulosas planetárias complexas, como ngc 6543, mas não tinham um modelo detalhado.

Ryan Clairmont, um entusiasta da astronomia, decidiu tentar estabelecer a estrutura 3D detalhada do Olho do Gato para descobrir mais sobre o mecanismo potencial que lhe deu sua forma intrincada. Para isso, ele procurou a ajuda do Dr. Wolfgang Steffen da Universidade Nacional Autônoma do México e Nico Koning da Universidade de Calgary, que desenvolveu o SHAPE, software de modelagem astrofísica 3D particularmente adequado para nebulosas planetárias.

Para reconstruir a estrutura tridimensional da nebulosa, os pesquisadores usaram dados espectrais do Observatório Nacional de San Pedro Martir, no México. Estes fornecem informações detalhadas sobre o movimento interno do material na nebulosa. Juntamente com esses dados e imagens do Telescópio Espacial Hubble, Clairmont construiu um novo modelo 3D, estabelecendo que os anéis de gás de alta densidade estavam enrolados ao redor da camada externa do Olho do Gato. Surpreendentemente, os anéis são quase perfeitamente simétricos uns aos outros, sugerindo que foram formados por um jato — um fluxo de gás de alta densidade ejetado em direções opostas da estrela central da nebulosa.

O jato exibiu precessão, semelhante ao movimento oscilante de um topo giratório. Enquanto o jato oscilava, ou precessed, ele esboçou um círculo, criando os anéis ao redor do Olho do Gato. No entanto, os dados indicam que os anéis são apenas parciais, o que significa que o jato de precessão nunca completou uma rotação completa de 360 graus, e que o surgimento dos jatos foi apenas um fenômeno de curta duração. A duração dos fluxos de saída é uma informação importante para a teoria das nebulosas planetárias. Uma vez que apenas estrelas binárias podem alimentar um jato precessing em uma nebulosa planetária, as descobertas da equipe são fortes evidências de que um sistema desse tipo existe no centro do Olho do Gato.

Como o ângulo e a direção do jato mudaram com o tempo, ele provavelmente formou todas as características vistas no Olho do Gato, incluindo os jatos e nós. Usando o modelo tridimensional, os pesquisadores foram capazes de calcular o ângulo de inclinação e abertura do jato de precessing com base na orientação dos anéis.

Ryan Clairmont, o principal autor do artigo e agora um potencial graduado na Universidade de Stanford, diz : "Quando vi pela primeira vez a Nebulosa do Olho de Gato, fiquei surpreso com sua bela e perfeitamente simétrica estrutura. Fiquei ainda mais surpreso que sua estrutura 3D não fosse totalmente compreendida."

Ele acrescenta: "Foi muito gratificante poder fazer uma pesquisa astrofísica minha que realmente tem um impacto no campo. Jatos de precessing em nebulosas planetárias são relativamente raros, por isso é importante entender como eles contribuem para a formação de sistemas mais complexos como o Olho de Gato. Em última análise, entender como eles formam fornece uma visão do eventual destino do nosso Sol, que um dia se tornará uma nebulosa planetária."

Fonte: phys.org