Astrônomos identificam momento-chave em envelhecimento de estrela

Cientistas que usam o telescópio ALMA, no Chile, flagraram processo de emissão de jatos de gás que começou há menos de 60 anos

Sistema W43A em nova fase: os jatos bipolares de alta velocidade ejetados da estrela envelhecida central são vistos em azul; o fluxo de baixa velocidade aparece em verde, e as nuvens empoeiradas arrastadas pelos jatos, em laranja. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tafoya et al.

Uma equipe internacional de astrônomos que usam o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, capturou o exato momento em que uma estrela antiga começou a alterar seu ambiente. A estrela ejetou jatos de gás bipolares de alta velocidade que agora estão colidindo com o material circundante. A idade do jato observado é estimada em menos de 60 anos. Esses recursos ajudam os cientistas a entender como as complexas formas das nebulosas planetárias são moldadas.

Estrelas parecidas com o Sol evoluem para gigantes vermelhas inchadas na fase final de suas vidas. Então, a estrela expele gás para formar um remanescente chamado nebulosa planetária.

Existe uma grande variedade nas formas das nebulosas planetárias. Algumas são esféricas, mas outras são bipolares ou apresentam estruturas complicadas. Os astrônomos estão interessados ​​nas origens dessa variedade, mas a espessura da poeira e do gás expelidos por uma estrela antiga obscurece o sistema e dificulta a investigação do funcionamento interno do processo.

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Com o objetivo de resolver esse problema, uma equipe de astrônomos liderada por Daniel Tafoya, da Universidade de Tecnologia de Chalmers (Suécia), apontou o ALMA para o W43A, um antigo sistema estelar a cerca de 7 mil anos-luz da Terra, na constelação de Aquila (Águia).

Testemunho

Graças à alta resolução do ALMA, a equipe obteve uma visão muito detalhada do espaço em torno do sistema W43A. “As estruturas mais notáveis ​​são seus pequenos jatos bipolares”, diz Tafoya, principal autor do trabalho de pesquisa publicado na revista “Astrophysical Journal Letters”. A equipe descobriu que a velocidade dos jatos atinge 175 quilômetros por segundo, o que é muito maior do que as estimativas anteriores. Com base nessa velocidade e no tamanho dos jatos, a equipe calculou a idade dos jatos em menos do que o tempo de vida humano.

“Considerando a juventude dos jatos em comparação com a vida útil total de uma estrela, é seguro dizer que estamos testemunhando o ‘momento exato’ em que os jatos começaram a empurrar o gás circundante”, explicou Tafoya. “Os jatos esculpem o material circundante em menos de 60 anos. Uma pessoa pode observar seu progresso ao longo da vida.”

De fato, a imagem do ALMA mapeia claramente a distribuição de nuvens empoeiradas arrastadas pelos jatos, o que é uma evidência reveladora de que isso está impactando o ambiente.

A equipe sugere como esse transporte poderia ser a chave para formar uma nebulosa planetária no formato bipolar. Em seu cenário, originariamente a estrela envelhecida ejeta gás em forma esférica e o núcleo da estrela perde seu envelope (o gás que a contém). Se a estrela tem uma companheira, o gás se derrama sobre o núcleo da estrela que está morrendo e uma parte desse novo gás forma os jatos. Portanto, se a estrela antiga tem ou não uma companheira é um fator importante para determinar a estrutura da nebulosa planetária que resulta do processo.

Novas observações

“O W43A é um dos objetos peculiares ‘water fountain’ [grupo raro de objetos que possuem envoltórios circunstelares muito opacos]”, disse Hiroshi Imai, da Universidade de Kagoshima (Japão), coautor do estudo. “São estrelas antigas que mostram emissão de rádio característica das moléculas de água. Nossas observações do ALMA nos levam a pensar que a água aquecida para gerar a emissão de rádio está localizada na região da interface entre os jatos e o material circundante. Talvez todas essas ‘water fountains’ consistam de um sistema binário central que acaba de lançar um novo jato duplo, assim como o W43A.”

A equipe já está trabalhando em novas observações do ALMA de outras estrelas semelhantes. Eles esperam ter uma nova visão de como as nebulosas planetárias se formam e o que há no futuro para estrelas como o Sol.

“Existem apenas 15 objetos ‘water fountain’ identificados até o momento, apesar do fato de mais de 100 bilhões de estrelas estarem incluídas na Via Láctea”, explicou o coautor José Francisco Gómez, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (Espanha). “Isso provavelmente ocorre porque a vida útil dos jatos é muito curta, por isso temos muita sorte em ver objetos tão raros.”