Observações rastreiam o rápido aquecimento e evolução da Nebulosa do Espirógrafo

 Analisando os dados espectroscópicos ópticos disponíveis, astrônomos investigaram uma nebulosa planetária próxima, denominada IC 418, também conhecida como Nebulosa do Espirógrafo. Os resultados do estudo, publicados em 20 de agosto no The Astrophysical Journal Letters , lançam mais luz sobre a evolução dessa nebulosa. 

A evolução derivada da temperatura estelar central de IC 418 com base nas mudanças nas razões observadas entre as linhas [O iii]/Hβ. Crédito: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adf62b 

As camadas em expansão de gás e poeira ejetadas de uma estrela durante sua evolução de uma estrela da sequência principal (MS) para uma gigante vermelha ou anã branca (WD) são conhecidas como nebulosas planetárias (PNe). Esses objetos são relativamente raros, mas importantes para os astrônomos que estudam a evolução química de estrelas e galáxias.

A Nebulosa do Espirógrafo é uma Nebulosa do Espirógrafo bem conhecida, de alto brilho superficial, compacta e levemente elíptica, localizada na constelação de Lepus, a uma distância de cerca de 4.400 anos-luz. Seu raio é de cerca de 0,15 anos-luz e sua região fotodominada tem uma massa de 0,5 massa solar . A estrela central desta Nebulosa do Espirógrafo (CSPN) é HD 35914 — uma estrela brilhante do tipo O com um tipo espectral de O7fp e uma temperatura efetiva de 37.000 K.

Observações anteriores da Nebulosa do Espirógrafo revelaram que ela tem uma idade de expansão de aproximadamente 1.200 anos, o que a torna uma das Nebulosas PNe mais jovens conhecidas até o momento. Agora, um novo estudo realizado por uma equipe de astrônomos liderada por Albert A. Zijlstra, da Universidade de Manchester, Reino Unido, forneceu mais informações sobre o estado evolutivo desta nebulosa.

O novo estudo constatou um aumento linear e secular na intensidade das linhas de emissão de oxigênio em relação às linhas de emissão de hidrogênio-beta ao longo de um período de 130 anos. Esse aumento foi de um fator de 2,5 e foi causado pelo aumento da temperatura da estrela central.

A taxa média de aquecimento da estrela central da Nebulosa do Espirógrafo ao longo de todo o intervalo de tempo desde que a estrela deixou o ramo das gigantes assintóticas (AGB) foi estimada em cerca de 20.000 a 30.000 K por ano. Os astrônomos observaram que uma taxa de aquecimento tão rápida pode causar uma evolução mensurável da estrutura de ionização da nebulosa fotoionizada ao longo de escalas de tempo decadais.

Em geral, os dados coletados indicam que a Nebulosa do Espirógrafo é uma Nebulosa do Espirógrafo rica em carbono e que sua estrela central evoluiu de uma estrela de carbono AGB. A massa da estrela central foi calculada em aproximadamente 0,57 massas solares, enquanto a massa de sua progenitora foi estimada em 1,25–1,55 massas solares. 

Resumindo os resultados, os autores do artigo destacaram quais implicações seu estudo tem em nossa compreensão da evolução de estrelas pós-AGB.

Em conclusão, demonstramos, pela primeira vez, a evolução robusta, direta e secular de uma CSPN ao longo de um período sem precedentes de 130 anos. Isso fornece um novo e importante marcador para a evolução de estrelas pós-AGB. As implicações são que, na metalicidade solar, o limite inferior de massa para a formação de estrelas de carbono pode precisar de mais consideração", concluem os pesquisadores.

Phys.org