O telescópio espacial Hubble da NASA / ESA demonstra sua gama completa de recursos de imagem com duas novas imagens de nebulosas planetárias. As imagens mostram duas jovens nebulosas planetárias próximas, NGC 6302, apelidada de nebulosa da borboleta, e NGC 7027. Ambas estão entre as nebulosas planetárias mais empoeiradas conhecidas e ambas contêm massas invulgarmente grandes de gás, o que os tornava um par interessante para estudo em paralelo por uma equipe de pesquisadores.

Como motores de fusão nuclear, a maioria das estrelas vive uma vida plácida por centenas de milhões a bilhões de anos. Mas perto do fim de suas vidas eles podem se transformar em redemoinhos malucos, soprando conchas e jatos de gás quente. Os astrônomos usaram o Hubble para dissecar esses fogos de artifício malucos que acontecem nessas duas nebulosas planetárias. Os pesquisadores descobriram níveis sem precedentes de complexidade e mudanças rápidas nos jatos e bolhas de gás que explodem das estrelas no centro de cada nebulosa. O Hubble agora está permitindo aos pesquisadores convergir para a compreensão dos mecanismos subjacentes a esse caos.

O Telescópio Espacial Hubble já imaginou esses objetos antes, mas não por muitos anos e nunca antes com o instrumento Wide Field Camera 3 em toda a sua faixa de comprimento de onda - fazendo observações em luz quase ultravioleta a quase infravermelha. "Essas novas observações do Hubble de vários comprimentos de onda fornecem a visão mais abrangente até agora dessas duas nebulosas espetaculares, "disse Joel Kastner do Rochester Institute of Technology, Rochester, Nova york, líder do novo estudo. "Enquanto fazia o download das imagens resultantes, Eu me sentia como uma criança em uma loja de doces."

As novas imagens do Hubble revelam em detalhes vívidos como ambas as nebulosas estão se dividindo em escalas de tempo extremamente curtas - permitindo que os astrônomos vejam as mudanças nas últimas décadas. Em particular, As amplas visualizações de cada nebulosa com vários comprimentos de onda do Hubble estão ajudando os pesquisadores a rastrear as histórias das ondas de choque nelas. Esses choques são normalmente gerados quando novos, ventos estelares rápidos batem e varrem mais lentamente o gás em expansão e a poeira ejetada pela estrela em seu passado recente, gerando cavidades em forma de bolha com paredes bem definidas.

Os pesquisadores suspeitam que no coração de cada nebulosa havia duas estrelas orbitando uma em torno da outra. A evidência dessa "dupla dinâmica" central vem das formas bizarras dessas nebulosas. Cada um tem um cintura empoeirada e lóbulos polares ou saídas, tão bem quanto o outro, padrões simétricos mais complexos.

Uma das principais teorias para a geração de tais estruturas em nebulosas planetárias é que a estrela que perde massa é uma das duas estrelas em um sistema binário. As duas estrelas orbitam uma a outra perto o suficiente para que eventualmente interajam, produzindo um disco de gás em torno de uma ou ambas as estrelas. O disco então lança jatos que inflam os lóbulos polarizados do gás que sai.

Outro, relacionado, hipótese popular é que a estrela menor do par pode se fundir com sua inchada, companheiro estelar de evolução mais rápida. Esta configuração de estrela binária "envelope comum" de vida curta também pode gerar jatos oscilantes, formando a marca registrada dos fluxos bipolares comumente vistos em nebulosas planetárias. Contudo, as estrelas companheiras suspeitas nessas nebulosas planetárias não foram observadas diretamente. Os pesquisadores sugerem que isso pode ser porque esses companheiros estão próximos de, ou já foram engolidos por, estrelas gigantes vermelhas muito maiores e mais brilhantes.

NGC 6302, comumente conhecida como a nebulosa da borboleta, exibe um padrão distinto em forma de S visto em laranja-avermelhado na imagem. Imagine um irrigador de gramado girando descontroladamente, jogando fora dois riachos em forma de S. Neste caso, não é água no ar, mas o gás expelido em alta velocidade por uma estrela. E o "S" só aparece quando capturado pelo filtro da câmera Hubble, que registra a emissão do infravermelho próximo de átomos de ferro ionizados individualmente. Esta emissão de ferro é indicativa de colisões energéticas entre ventos lentos e ventos rápidos, que é mais comumente observada em núcleos galácticos ativos e remanescentes de supernovas.

"Isso é muito raramente visto em nebulosas planetárias, "explicou o membro da equipe Bruce Balick, da Universidade de Washington em Seattle." É importante ressaltar que a imagem de emissão de ferro mostra tão rápido, ventos fora do eixo penetram profundamente na nebulosa como tsunamis, obliterando aglomerados antigos em seus caminhos e deixando apenas longas caudas de detritos. "

A imagem de acompanhamento de NGC 7027, que se assemelha a um bug de joia, indica que ele estava lentamente soprando sua massa em silêncio, padrões esfericamente simétricos ou talvez espirais por séculos - até relativamente recentemente. "Algo deu errado recentemente no centro, produzindo um novo padrão de trevo, com balas de material disparando em direções específicas, "Kastner explicou.

O papel da equipe, "Primeiros resultados de um estudo de imagem pancromática HST / WFC3 dos jovens, Nebulosas planetárias de evolução rápida NGC 7027 e NGC 6302 "foi publicado em 15 de junho de 2020 no jornal Galáxias .