Usando o observatório espacial Herschel, astrônomos descobriram uma molécula vital para a formação de água, por entre as cinzas de estrelas moribundas, semelhantes ao nosso Sol.
© NASA/ESA/C.R. O'Dell (Nebulosa Hélix)
Esta imagem apresenta a Nebulosa Hélix em primeiro lugar em comprimentos de onda ópticos, pelo Hubble, depois pelo instrumento SPIRE do Herschel em comprimentos de onda em torno dos 250 micrômetros. É também mostrado um espectro da região identificada na imagem, que mostra uma clara assinatura da emissão de CO e OH+ nas regiões exteriores e mais densas da nebulosa planetária. O íon molecular OH+ é necessário para a formação da água, e o observatório espacial Herschel é o primeiro a detectá-lo em nebulosas planetárias.
Quando estrelas pequenas a médias, como o nosso Sol, se aproximam do fim de vida, acabam por se tornar em densas anãs brancas. Neste processo, libertam para o espaço as suas camadas exteriores de poeira e gás, criando um caleidoscópio de complicados padrões, conhecido como nebulosas planetárias.
Na verdade, não têm nada que ver com planetas, mas foram batizadas no final do século XVIII pelo astrônomo William Herschel porque, no seu telescópio, pareciam-se com objetos circulares ondulados, parecidos aos planetas do nosso Sistema Solar.
Mais de dois séculos depois, as nebulosas planetárias estudadas com o telescópio com o seu nome, o observatório espacial Herschel, levaram a uma descoberta impressionante.
Tal como as grandes explosões de estrelas mais pesadas, as supernovas, a morte das estrelas que formam as nebulosas planetárias também enriquecem o ambiente interestelar ao seu redor com elementos que serão a base da nova geração de estrelas.
Enquanto as supernovas são capazes de dar origem aos elementos mais pesados, as nebulosas planetárias contêm uma grande porção de elementos mais leves, como o carbono, nitrogênio e oxigênio, formados pela fusão nuclear na sua estrela.
Uma estrela como o Sol vai queimando hidrogênio no seu centro durante bilhões de anos. Quando o combustível começa a acabar, a estrela central começa a inchar, tornando-se numa gigante vermelha, ficando instável e perdendo a sua camada exterior, formando uma nebulosa planetária.
O centro da estrela acaba por se tornar numa anã branca, libertando radiação ultravioleta para as redondezas.
A radiação intensa pode destruir moléculas que tinham sido ejetadas pela estrela e que estão ligadas nos aglomerados ou anéis de material vistos na periferia das nebulosas planetárias.
Pensava-se ainda que esta radiação restringia a formação de novas moléculas naquelas regiões.
Mas em dois estudos separados, com base em observações do Herschel, os astrônomos descobriram que uma molécula vital à formação de água parece apreciar este ambiente difícil e até é possível que dependa do mesmo para se formar. A molécula, conhecida como OH+, é uma combinação, carregada positivamente, de um átomo de oxigênio e de um átomo de hidrogênio.
Num estudo, conduzido por Isabel Aleman, da Universidade de Leiden, na Holanda, foram analisadas onze nebulosas planetárias e as moléculas foram encontradas em apenas três.
As nebulosas apresentam em comum temperaturas elevadas, em torno de 100.000ºC.
"Pensamos que uma pista essencial é a presença de densos aglomerados de gás e poeira, que são iluminados por UV e raios X, emitidos pelo centro quente da estrela," diz Aleman.
"A radiação de alta energia interage com os aglomerados para desencadear reações químicas que levam à formação de novas moléculas."
Entretanto, outro estudo liderado pela Dra. Mireya Etxaluze do Instituto de Ciência dos Materiais em Madrid, Espanha, focou-se na Nebulosa Hélix, uma das nebulosas planetárias mais próximas do nosso Sistema Solar, a uma distância de 700 anos-luz.
A estrela central tem cerca de metade da massa do nosso Sol, mas tem uma temperatura muito mais alta que ronda os 120.000ºC. Os invólucros expulsos da estrela, que em imagens ópticas fazem lembrar um olho humano, são conhecidos por conter uma grande variedade de moléculas.
O Herschel mapeou a presença da molécula fundamental em toda a Nebulosa Hélix, e descobriu que é mais abundante em locais onde as moléculas de monóxido de carbono, previamente ejetadas pela estrela, têm mais probabilidade de ser destruídas pela forte radiação ultravioleta.
Uma vez que os átomos de oxigênio estejam livres do monóxido de carbono, estão disponíveis para fabricar moléculas de oxigênio-hidrogênio, reforçando ainda mais a hipótese de que a radiação UV pode estar promovendo a sua criação.
Os dois estudos são os primeiros a identificar esta molécula crítica e necessária para a formação da água em nebulosas planetárias, embora ainda não se saiba se as condições realmente permitem a continuação da formação de água.
"A proximidade da Nebulosa Hélix significa que temos um laboratório natural à nossa porta cósmica para estudar em mais detalhe a química destes objetos e sua função na reciclagem de moléculas no meio interestelar," afirma a Dra. Etxaluze.
"O Herschel traçou a água por todo o Universo, desde nuvens de formação de estelar até ao cinturão de asteroides do nosso próprio Sistema Solar," afirma Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel da ESA. "Agora até descobrimos que estrelas como o Sol podem contribuir para a formação da água no Universo, mesmo quando estão à beira da morte."
Fonte: ESA e Astronomy
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