Nebulosas planetárias, cujas estrelas perdem suas camadas há milhares de anos, podem se transformar em redemoinhos malucos, enquanto incham conchas e jatos de gás quente. Novas imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA ajudaram os astrônomos a identificar rápidas mudanças no material que decola estrelas no centro de duas nebulosas planetárias jovens próximas: NGC 6302 e NGC 7027.

O NGC 6302 , vulgarmente conhecido como Nebulosa da Borboleta, está localizado a 2.417 anos-luz de distância, na constelação de Scorpius. Sua forma de borboleta se estende por mais de dois anos-luz, que é cerca de metade da distância do Sol a Proxima Centauri.

O NGC 7027 reside aproximadamente a 3.000 anos-luz de distância na constelação de Cygnus. O objeto é extraordinariamente pequeno, medindo apenas 0,2 por 0,1 anos-luz.

“As novas observações de vários comprimentos de onda do Hubble fornecem a visão mais abrangente até o momento dessas duas nebulosas espetaculares”, disse o Dr. Joel Kastner, astrônomo do Rochester Institute of Technology.

“Ao baixar as imagens resultantes, me senti como uma criança em uma loja de doces”.

As novas imagens do Hubble revelam com detalhes vívidos como o NGC 6302 e o NGC 7027 estão se dividindo em escalas de tempo extremamente curtas.

Em particular, as amplas vistas do Hubble de vários comprimentos de onda de cada nebulosa estão ajudando os pesquisadores a rastrear a história das ondas de choque nelas.

Tais choques são tipicamente gerados quando ventos estelares frescos e rápidos atingem e varrem mais lentamente gás e poeira ejetados pela estrela em seu passado recente, gerando cavidades semelhantes a bolhas com paredes bem definidas.

Os astrônomos suspeitam que no centro de cada nebulosa havia duas estrelas orbitando uma à outra.

A evidência para uma “dupla dinâmica” tão central vem das formas bizarras dessas nebulosas. Cada um tem uma cintura apertada e empoeirada e lóbulos ou saídas polares, além de outros padrões simétricos mais complexos.

Uma teoria importante para a geração de tais estruturas nas nebulosas planetárias é que a estrela que perde massa é uma das duas estrelas em um sistema binário.

As duas estrelas orbitam uma à outra o suficiente para que eventualmente interajam, produzindo um disco de gás em torno de uma ou de ambas as estrelas. O disco então lança jatos que inflam os lobos direcionados polares do gás que sai.

Outra hipótese popular relacionada é que a estrela menor do par pode se fundir com seu companheiro estelar inchado e em rápida evolução.

Essa configuração de estrela binária de envelope comum de vida muito curta também pode gerar jatos oscilantes, formando saídas bipolares de marcas registradas comumente vistas em nebulosas planetárias. No entanto, as estrelas companheiras suspeitas nessas nebulosas planetárias não foram diretamente observadas.

Os cientistas sugerem que isso pode acontecer porque esses companheiros estão próximos ou já foram engolidos por estrelas gigantes vermelhas muito maiores e mais brilhantes.

O NGC 6302 exibe um padrão em forma de S distinto, visto em laranja avermelhado na imagem. O ‘S’ aparece apenas quando capturado pelo filtro de câmera Hubble que registra emissão no infravermelho próximo de átomos de ferro ionizados.

“O formato S na emissão de ferro do NGC 6302 é um verdadeiro revelador”, disse Kastner.

“A forma de S rastreia diretamente as ejeções mais recentes da região central, uma vez que as colisões na nebulosa são particularmente violentas nessas regiões específicas do NGC 6302”.

“Essa emissão de ferro é um traçador sensível de colisões energéticas entre ventos mais lentos e ventos rápidos das estrelas”, disse o Dr. Bruce Balick, astrônomo da Universidade de Washington.

“É comumente observado em remanescentes de supernovas e núcleos galácticos ativos e jatos de estrelas recém-nascidas, mas é muito raramente visto em nebulosas planetárias”.

“É importante ressaltar que a imagem da emissão de ferro mostra que ventos rápidos e fora do eixo penetram muito longe na nebulosa como tsunamis, obliterando aglomerados anteriores em seus caminhos e deixando apenas caudas longas de detritos”.

A imagem que acompanha o NGC 7027, que se assemelha a um inseto de joia, indica que ele estava lentamente inflando sua massa em padrões silenciosos, esféricos simétricos ou talvez espirais por séculos – até relativamente recentemente.

“Em alguns aspectos, as mudanças nesta nebulosa são ainda mais dramáticas do que as da NGC 6302”, disse Kastner.

“Algo recentemente deu errado no centro, produzindo um novo padrão de folha de trevo, com balas de material disparando em direções específicas.”

“Suspeitamos que essa nebulosa seja um ótimo exemplo do que acontece quando uma estrela gigante vermelha engole abruptamente um companheiro”, disse o Dr. Rodolfo Montez Jr., astrônomo do Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics.