Nebulosa do Olho de Gato vista em 3D

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Um grupo de investigadores criou o primeiro modelo tridimensional gerado por computador da Nebulosa do Olho de Gato, revelando um par de anéis simétricos que circundam a camada externa da nebulosa. A simetria dos anéis sugere que foram formados por um jato com precessão, dando sinais da existência de um binário de estrelas no centro da nebulosa. O estudo foi liderado por Ryan Clairmont, que concluiu recentemente o ensino secundário nos Estados Unidos, e foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma nebulosa planetária forma-se quando uma estrela de massa solar no final da sua vida ejeta a sua camada exterior de gás, criando uma estrutura colorida, semelhante a uma concha, característica destes objetos. A Nebulosa do Olho de Gato, também conhecida como NGC 6543, é uma das nebulosas planetárias mais complexas que se conhecem. Fica a pouco mais de 3000 anos-luz da Terra e pode ser vista na constelação de Draco (o Dragão). A Nebulosa do Olho de Gato foi também fotografada em alta resolução pelo Telescópio Espacial Hubble, que revelou uma intrincada estrutura de nós, conchas esféricas e filamentos em forma de arco.

A misteriosa estrutura da nebulosa confundiu os astrofísicos porque não podia ser explicada pelas teorias existentes para a formação de nebulosas planetárias. Investigações mais recentes mostraram que os jatos de gás com precessão eram potenciais mecanismos de modelação em nebulosas planetárias complexas, como NGC 6543, mas faltava um modelo detalhado.

Entusiasta da astronomia, Clairmont decidiu tentar estabelecer a estrutura 3D detalhada do Olho de Gato para saber mais sobre o potencial mecanismo que lhe deu a sua intrincada forma. Para tal, procurou a ajuda do Dr. Wolfgang Steffen, da Universidade Nacional Autónoma do México, e de Nico Koning, da Universidade de Calgary, que desenvolveram o SHAPE, um software de modelação astrofísica 3D particularmente adequado a nebulosas planetárias.

Para reconstruir a estrutura tridimensional da nebulosa, os investigadores usaram dados espectrais do Observatório Nacional San Pedro Martir, no México, que fornecem informações detalhadas sobre o movimento interno do material na nebulosa. Usado estes dados e imagens do Telescópio Espacial Hubble, Clairmont construiu um novo modelo 3D que determina que anéis de gás de alta densidade foram enrolados à volta da camada externa da Nebulosa do Olho de Gato. Surpreendentemente, os anéis são quase perfeitamente simétricos entre si, o que sugere que foram formados por um jato – um fluxo de gás de alta densidade ejetado em direções opostas a partir da estrela central da nebulosa.

O jato exerceu precessão, que é semelhante ao movimento oscilante de um pião. À medida que o jato foi oscilando, ou exercendo precessão, foi delineando um círculo, criando os anéis à volta do Olho de Gato. No entanto, os dados indicam que os anéis são apenas parciais, o que significa que o jato com precessão nunca completou uma rotação de 360 graus e que o surgimento dos jatos foi apenas um fenómeno de curta duração. A duração dos fluxos é uma informação importante para a teoria das nebulosas planetárias. Como apenas as estrelas binárias podem alimentar um jato com precessão numa nebulosa planetária, as descobertas da equipa são fortes sinais da existência de um sistema deste tipo no centro da Nebulosa do Olho de Gato.

A mudança no ângulo e direção do jato ao longo do tempo formaram provavelmente todas as características que são visíveis na nebulosa, incluindo os jatos e nós. Usando o modelo tridimensional, os investigadores conseguiram calcular a inclinação e o ângulo de abertura do jato com precessão com base na orientação dos anéis.

“Quando vi pela primeira vez a Nebulosa do Olho de Gato fiquei surpreendido com a sua bela estrutura perfeitamente simétrica. Mais ainda me surpreendeu o facto de a sua estrutura 3D não ter sido totalmente compreendida,” disse Ryan Clairmont, principal autor do artigo e potencial estudante de licenciatura na Universidade de Stanford.

E acrescentou: “Foi muito gratificante poder fazer a minha própria investigação astrofísica e constatar que teve efetivamente impacto nesta área. Os jatos com precessão são relativamente raros em nebulosas planetárias, por isso é importante compreendermos como contribuem para a formação de sistemas mais complexos como o do Olho de Gato. Em última análise, compreendermos como se formam ajuda-nos a perceber o destino final do nosso Sol, que um dia se irá tornar numa nebulosa planetária”.

Fonte da Notícia: RAS

Tradução: Teresa Direitinho