A Nebulosa do Anel esconde uma estrutura gigante feita de ferro

A nuvem de ferro está sendo relatada pela primeira vez nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Forma uma longa faixa que se ajusta perfeitamente à região interna da nebulosa, que tem uma forma elíptica vista em muitas imagens bem conhecidas, incluindo aquelas capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb em comprimentos de onda infravermelhos.¹ A estrutura é imensa. Seu comprimento é cerca de 500 vezes maior que a órbita de Plutão ao redor do Sol, e a quantidade total de ferro que contém é aproximadamente igual à massa de Marte.

O que torna a nebulosa do anel especial

A Nebulosa do Anel foi observada pela primeira vez em 1779 pelo astrônomo francês Charles Messier na constelação norte de Lyra.² É uma camada de gás brilhante produzida quando uma estrela atinge o final da fase de queima de combustível nuclear e ejeta suas camadas externas para o espaço. Os astrónomos esperam que o Sol se desfaça do seu material exterior de forma semelhante daqui a vários milhares de milhões de anos.³

Como a barra de ferro foi encontrada

A nuvem de ferro foi revelada através de observações feitas com o modo Large Integral Field Unit (LIFU) de um novo instrumento conhecido como WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE).⁴ WEAVE está montado no Telescópio William Herschel de 4,2 metros do Grupo Isaac Newton.⁵

LIFU é composto por centenas de fibras ópticas trabalhando juntas. Esta configuração permitiu aos investigadores recolher espectros (onde a luz é separada nos seus comprimentos de onda constituintes) de cada ponto da face da Nebulosa do Anel, cobrindo todos os comprimentos de onda ópticos pela primeira vez.

Vendo a nebulosa de uma nova maneira

O autor principal, Dr. Roger Wesson, que trabalha no Departamento de Física e Astronomia da UCL e na Universidade de Cardiff, descreveu como a descoberta surgiu. “Embora a Nebulosa do Anel tenha sido estudada utilizando muitos telescópios e instrumentos diferentes, o WEAVE permitiu-nos observá-la de uma nova forma, fornecendo muito mais detalhes do que antes. Ao obter um espectro continuamente ao longo de toda a nebulosa, podemos criar imagens da nebulosa em qualquer comprimento de onda e determinar a sua composição química em qualquer posição.

“Quando processamos os dados e percorremos as imagens, uma coisa apareceu tão clara quanto qualquer outra – esta ‘barra’ anteriormente desconhecida de átomos de ferro ionizado, no meio do familiar e icônico anel.”

Ideias concorrentes sobre sua origem

Os pesquisadores afirmam que a origem da barra de ferro ainda é desconhecida. Serão necessárias observações mais detalhadas para compreender como se formou. Uma possibilidade é que a estrutura preserve novas informações sobre como a estrela moribunda expeliu o seu material. Outra explicação, mais especulativa, sugere que o ferro pode ser parte de um arco curvo de plasma criado quando um planeta rochoso foi vaporizado durante uma expansão anterior da estrela.

A co-autora, Professora Janet Drew, da UCL Physics & Astronomy, enfatizou que ainda faltam informações importantes. “Definitivamente precisamos de saber mais – particularmente se quaisquer outros elementos químicos coexistem com o ferro recentemente detectado, pois isso provavelmente nos indicaria a classe certa de modelo a seguir. Neste momento, falta-nos esta informação importante.”

O que vem a seguir para a pesquisa

A equipe está agora preparando um estudo de acompanhamento e planeja coletar novos dados usando o LIFU do WEAVE em resolução espectral mais alta. Estas observações deverão ajudar a esclarecer como a barra de ferro se formou e se outros elementos estão presentes ao seu lado.

O WEAVE está programado para realizar oito grandes pesquisas nos próximos cinco anos, estudando objetos que vão desde anãs brancas próximas até galáxias extremamente distantes. Uma parte do projeto, o estudo de Física Estelar, Circumestelar e Interestelar liderado pelo Professor Drew, já está a observar muitas nebulosas ionizadas adicionais ao longo do norte da Via Láctea.

Dr. Wesson observou que estruturas semelhantes podem vir a ser comuns. “Seria muito surpreendente se a barra de ferro no Anel fosse única. Por isso, esperançosamente, à medida que observarmos e analisarmos mais nebulosas criadas da mesma forma, descobriremos mais exemplos deste fenómeno, o que nos ajudará a compreender de onde vem o ferro.”

O professor Scott Trager, cientista do projeto WEAVE na Universidade de Groningen, acrescentou: “A descoberta desta estrutura fascinante e até então desconhecida numa joia do céu noturno, adorada pelos observadores do céu em todo o Hemisfério Norte, demonstra as incríveis capacidades do WEAVE.

Notas

1. 1 Veja, por exemplo
2. A Nebulosa do Anel também é conhecida como M 57 – a 57ª lista no catálogo de ‘Nebulosas e Aglomerados Estelares’ de Messier. John LE Dreyer também o incluiu em seu Novo Catálogo Geral, publicado pela primeira vez em 1888 pela Royal Astronomical Society, onde aparece como NGC 6720.
3. Quando uma estrela como o Sol fica sem combustível de hidrogénio, expande-se para se tornar uma gigante vermelha extrema e liberta as suas camadas exteriores, que depois se afastam para formar uma concha brilhante. Uma concha criada desta forma é conhecida na astronomia como nebulosa planetária. O núcleo estelar restante torna-se uma anã branca, que, embora já não queime qualquer combustível, continua a brilhar à medida que arrefece lentamente ao longo de milhares de milhões de anos. A Nebulosa do Anel é uma nebulosa planetária localizada a 2.600 anos-luz (ou 787 parsecs) de distância, que se acredita ter se formado há cerca de 4.000 anos. A ejeção da nebulosa planetária devolve a matéria forjada numa estrela para o espaço interestelar e é a fonte de grande parte do carbono e do azoto do Universo – blocos de construção essenciais da vida na Terra. Estrelas com mais de oito vezes a massa do Sol envelhecem de maneira diferente, encerrando a vida abruptamente em uma poderosa explosão chamada supernova, à medida que entram em colapso para formar um buraco negro ou estrela de nêutrons.
4. O financiamento para a instalação WEAVE foi fornecido pelo UKRI STFC, a Universidade de Oxford, NOVA, NWO, Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), os parceiros do Grupo Isaac Newton (STFC, NWO e Espanha, liderados pelo IAC), INAF, CNRS-INSU, o Observatoire de Paris, Région Île-de-France, CONACYT através do INAOE, o Ministério da Educação, Ciência e Desporto da República da Lituânia, Observatório Konkoly (CSFK), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA Heidelberg), Universidade de Lund, Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP), Conselho Sueco de Pesquisa, Comissão Europeia e Universidade da Pensilvânia. O WEAVE Survey Consortium consiste no ING, seus três parceiros, representados por UKRI STFC, NWO, e IAC, NOVA, INAF, GEPI, INAOE, Universidade de Vilnius, FTMC – Centro de Ciências Físicas e Tecnologia (Vilnius), e participantes individuais do WEAVE. O site da WEAVE pode ser encontrado em e a lista completa de agências financiadoras e subsídios que apoiam o WEAVE pode ser encontrada em /WEAVE+Agradecimentos.
5. O Telescópio William Herschel é o principal telescópio do Grupo Isaac Newton (ING), que por sua vez faz parte do Observatório Roque de los Muchachos em La Palma, nas Ilhas Canárias. O ING é operado conjuntamente pelo Reino Unido (STFC-UKRI), Países Baixos (NWO) e Espanha (IAC, financiado pelo Ministério espanhol da Ciência, Inovação e Universidades).