Novas moléculas em torno de estrelas antigas

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NGC 7293, Nebulosa (planetária) da Hélice Crédito: NASA, ESA, e C.R. O'Dell (Vanderbilt University)

Artigo traduzido de ESA.

Usando o observatório espacial Herschel da ESA, astrônomos descobriram que uma molécula vital para a criação de água existe nas brasas de estrelas moribundas semelhantes ao Sol.

Quando as estrelas de tamanhos pequenos à médios como o nosso Sol se aproximam do final de suas vidas, elas eventualmente tornam-se densas estrelas anãs brancas. Ao fazer isso, elas lançam as suas camadas exteriores de gás e poeira no espaço, criando um caleidoscópio de padrões complexos conhecidos como nebulosas planetárias.

Estas, na verdade, não tem nada a ver com planetas, mas foram nomeadas no final do século 18 pelo astrônomo William Herschel, porque pareciam como difusos objetos circulares através de seu telescópio, um pouco como os planetas do nosso Sistema Solar.

Mais de dois séculos depois, nebulosas planetárias estudadas com o homônimo de William Herschel, o observatório espacial Herschel, renderam uma descoberta surpreendente.

Assim como as dramáticas explosões de supernova das estrelas de maior peso, a morte das estrelas responsáveis ​​por nebulosas planetárias também enriquecem o ambiente interestelar local com elementos a partir dos quais as próximas gerações de estrelas nascerão.

Enquanto supernovas são capazes de forjar os elementos mais pesados​​, nebulosas planetárias contêm uma grande proporção de “elementos da vida” ​​mais leves, como carbono, nitrogênio e oxigênio, feitos por fusão nuclear na estrela-mãe.

Uma estrela como o Sol constantemente queima hidrogênio em seu núcleo por bilhões de anos. Mas uma vez que o combustível começa a esgotar, o centro da estrela incha em uma gigante vermelha, tornando-se instável e derramando suas camadas exteriores para formar uma nebulosa planetária.

O núcleo restante da estrela eventualmente se torna uma anã branca quente derramando radiação ultravioleta em seus arredores.

Esta radiação intensa pode destruir moléculas que já haviam sido ejetadas pela estrela e que estão ligadas em grupos ou anéis de material visto na periferia de nebulosas planetárias.

A radiação hostil também se pensava que restringia a formação de novas moléculas nessas regiões.

Mas, em dois estudos separados usando o Herschel, os astrônomos descobriram que uma molécula vital para a formação de água aparece neste ambiente hostil e, talvez, mesmo depende dele para se formar. A molécula, conhecida como OH +, é uma combinação com carga positiva de um único átomo de oxigênio e hidrogênio.

Em um estudo, liderado pela brasileira Dra. Isabel Aleman, da Universidade de Leiden, na Holanda, 11 nebulosas planetárias foram analisadas e a molécula foi encontrada em apenas três.

O que liga as três é que elas acolhem as estrelas mais quentes, com temperaturas superiores a 100000°C.

“Pensamos que uma pista importante está na presença dos grupos densos de gás e poeira, que são iluminados por radiação UV e raios-X emitidos pela estrela central quente,” diz a Dra. Aleman.

“Esta radiação de alta energia interage com os aglomerados para desencadear reações químicas que levam à formação de moléculas”.

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