Nebulosa Olho de Gato vista em 3D

Uma comparação lado a lado do modelo tridimensional da Nebulosa do Olho de Gato criada por Clairmont e a Nebulosa do Olho de Gato fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble. Crédito:Ryan Clairmont (à esquerda), NASA, ESA, HEIC e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) (à direita)

Pesquisadores criaram o primeiro modelo tridimensional gerado por computador da Nebulosa do Olho de Gato, revelando um par de anéis simétricos que circundam a concha externa da nebulosa. A simetria dos anéis sugere que eles foram formados por um jato de precessão, fornecendo fortes evidências de uma estrela binária no centro da nebulosa. O estudo foi liderado por Ryan Clairmont, que recentemente concluiu o ensino médio nos Estados Unidos, e é publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
Uma nebulosa planetária se forma quando uma estrela de massa solar moribunda ejeta sua camada externa de gás, criando uma estrutura colorida semelhante a uma concha distinta desses objetos. A Nebulosa do Olho de Gato, também conhecida como NGC 6543, é uma das nebulosas planetárias mais complexas conhecidas. Fica a pouco mais de 3.000 anos-luz da Terra e pode ser vista na constelação de Draco. A Nebulosa do Olho de Gato também foi fotografada pelo Telescópio Espacial Hubble em alta resolução, revelando uma estrutura intrincada de nós, conchas esféricas e filamentos em forma de arco.

A misteriosa estrutura da nebulosa 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 precessão eram mecanismos potenciais de modelagem em nebulosas planetárias complexas, como NGC 6543, mas careciam de um modelo detalhado.

Ryan Clairmont, um entusiasta da astronomia, 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 fazer isso, ele procurou a ajuda do Dr. Wolfgang Steffen da Universidade Nacional Autônoma do México e Nico Koning da Universidade de Calgary, que desenvolveu o SHAPE, software de modelagem astrofísica 3D particularmente adequado para nebulosas planetárias.

Para reconstruir a estrutura tridimensional da nebulosa, os pesquisadores usaram dados espectrais do Observatório Nacional San Pedro Martir, no México. Estes fornecem informações detalhadas sobre o movimento interno do material na nebulosa. Juntamente com esses dados e imagens do Telescópio Espacial Hubble, Clairmont construiu um novo modelo 3D, estabelecendo que anéis de gás de alta densidade foram enrolados ao redor da concha externa do Olho de Gato. Surpreendentemente, os anéis são quase perfeitamente simétricos entre si, sugerindo que foram formados por um jato – um fluxo de gás de alta densidade ejetado em direções opostas da estrela central da nebulosa.

O jato exibiu precessão, semelhante ao movimento oscilante de um pião. À medida que o jato oscilava ou fazia precessão, ele delineava 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 é uma informação importante para a teoria das nebulosas planetárias. Como apenas estrelas binárias podem alimentar um jato de precessão em uma nebulosa planetária, as descobertas da equipe são fortes evidências de que existe um sistema desse tipo no centro do olho de gato.

À medida que o ângulo e a direção do jato mudaram ao longo do tempo, ele provavelmente formou todas as características vistas no olho de gato, incluindo os jatos e nós. Usando o modelo tridimensional, os pesquisadores conseguiram calcular a inclinação e o ângulo de abertura do jato de precessão com base na orientação dos anéis.

Ryan Clairmont, o principal autor do artigo e agora estudante de graduação na Universidade de Stanford, diz:"Quando vi pela primeira vez a Nebulosa do Olho de Gato, fiquei surpreso com sua bela estrutura perfeitamente simétrica. Fiquei ainda mais surpreso que sua estrutura 3D era não totalmente compreendido."

Ele acrescenta:"Foi muito gratificante poder fazer minha própria pesquisa astrofísica que realmente tem 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 mais complexos sistemas como o olho de gato. Em última análise, entender como eles se formam fornece uma visão sobre o destino final do nosso Sol, que um dia se tornará uma nebulosa planetária." + Explorar mais