Modelagem 3D traz informações inéditas sobre a Nebulosa do Olho de Gato
Cientistas desenvolveram o primeiro modelo tridimensional computadorizado da Nebulosa do Olho de Gato, revelando um par de anéis simétricos que circundam a camada externa da nuvem cósmica. Essa simetria sugere que eles foram formados por um jato de gases, o que fornece fortes evidências para uma estrela binária no centro da nebulosa.
Liderada por Ryan Clairmont, um estudante do Ensino Médio norte-americano e entusiasta da astronomia, a pesquisa teve seus resultados publicados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Uma comparação do modelo tridimensional da Nebulosa do Olho de Gato criada por Clairmont e o registro feito pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito: Ryan Clairmont (à esquerda), NASA, ESA, HEIC e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) (à direita)
Nebulosas planetárias são formadas a partir da ejeção da camada externa de gás de estrelas de massa solar quando estão morrendo, criando uma estrutura colorida, semelhante a uma concha, distinta desses objetos.
Também conhecida como NGC 6543, a Nebulosa do Olho de Gato é uma das mais complexas nebulosas planetárias conhecidas. Ela fica a pouco mais de três mil anos-luz da Terra, na constelação de Draco.
Anteriormente, a nebulosa foi fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble em alta resolução, revelando uma estrutura intrincada de nós, conchas esféricas e filamentos semelhantes a arcos. Essa misteriosa estrutura confundiu os astrofísicos porque não podia ser explicada por teorias previamente aceitas para a formação de nebulosas planetárias.
Pesquisas mais recentes mostraram que os jatos de gás seriam mecanismos potenciais de modelagem em nebulosas planetárias complexas, como a NGC 6543, mas ainda não tinham um modelo detalhado.
Clairmont decidiu tentar estabelecer a estrutura 3D detalhada do Olho de Gato para descobrir mais sobre o mecanismo potencial que lhe deu sua forma intrincada. Para isso, ele procurou a orientação dos professores doutores Wolfgang Steffen, da Universidade Nacional Autônoma do México, e Nico Koning, da Universidade de Calgary.
Koning, segundo o site Phys, foi responsável pelo desenvolvimento do SHAPE, um software de modelagem astrofísica 3D particularmente adequado para nebulosas planetárias.
Dados do Hubble ajudaram na construção do modelo 3D da Nebulosa do Olho de Gato
Para reconstruir a estrutura tridimensional da Nebulosa do Olho de Gato, os pesquisadores usaram dados espectrais do Observatório Nacional de San Pedro Martir, no México, que forneceram informações detalhadas sobre o movimento interno do material na nebulosa.
Junto com esses dados e imagens do Hubble, Clairmont construiu um modelo 3D, estabelecendo que os anéis de gás de alta densidade estavam enrolados ao redor da camada externa do Olho de Gato.
Como os anéis são quase perfeitamente simétricos uns aos outros, Clairmont acredita que isso sugere que foram formados por um jato — um fluxo de gás de alta densidade ejetado em direções opostas da estrela central da nebulosa.
O jato exerceu precessão, que é semelhante ao movimento oscilante de um topo giratório. Enquanto o jato oscilava (ou precedia), ele esboçou um círculo, criando os anéis ao redor do Olho de 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. Tendo em vista que apenas estrelas binárias podem alimentar um jato de precessão em uma nebulosa planetária, as descobertas da equipe são fortes evidências de que um sistema desse tipo existe no centro do Olho de Gato.
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Como o ângulo e a direção do jato mudaram com o tempo, ele provavelmente formou todas as características vistas no Olho de Gato, incluindo os jatos e nós. Usando o modelo 3D, os pesquisadores puderam calcular o ângulo de inclinação e abertura do jato de precessão com base na orientação dos anéis.
“Quando vi pela primeira vez a Nebulosa do Olho de Gato, fiquei surpreso com sua bela e perfeitamente simétrica estrutura”, disse Clairmont, recentemente aceito pela Universidade de Stanford. “Fiquei ainda mais surpreso que sua estrutura 3D não fosse totalmente compreendida”.
Ele diz que foi muito gratificante poder fazer uma pesquisa astrofísica que realmente tenha um impacto no campo. “Jatos de precessão 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”.
Segundo o pesquisador, em última análise, entender como os jatos de precessão se formam fornece uma visão do eventual destino do nosso Sol, “que um dia se tornará uma nebulosa planetária”.
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