As nebulosas planetárias são um fenômeno astronômico fascinante, mesmo que o nome seja um pouco enganador. Em vez de estarem associadas a planetas, essas camadas brilhantes de gás e poeira são formadas quando as estrelas entram nas fases finais de sua vida útil e jogam fora as camadas externas. Em muitos casos, esse processo e a estrutura subsequente da nebulosa é o resultado da estrela interagindo com uma estrela companheira próxima.
Recentemente, ao examinar a nebulosa planetária M3-1, uma equipe internacional de astrônomos observou algo bastante interessante. Depois de observar a estrela central da nebulosa, que na verdade é um sistema binário, eles notaram que o par teve um período orbital incrivelmente curto - ou seja, as estrelas orbitam uma a outra a cada 3 horas e 5 minutos. Com base nesse comportamento, é provável que o par se fundir e desencadear uma explosão de nova.
A equipe, liderada por David Jones, do Instituto Astrofísica de Canarias e da Universidade de La Laguna, relatou suas descobertas em Avisos mensais da Royal Astronomical Society: Letters. A equipe incluiu outros membros do (IAC), bem como o Observatório Europeu do Sul (ESO), o Centro Astronômico Nicolaus Copernicus (CAMK), o Observatório Astronômico da África do Sul (SAAO) e o Observatório Astronômico Nacional (OAN-IGN).
Para o estudo, a equipe contou com o Telescópio de Nova Tecnologia do ESO (ESO-NTT), localizado no Observatório La Silla, no Chile, para examinar o M3-1 por um período de vários anos. Esta nebulosa planetária está localizada na constelação Canis Major, a aproximadamente 14.000 anos-luz da Terra. No processo, a equipe descobriu e estudou as estrelas binárias no centro da nebulosa.
Como Brent Miszalski - um pesquisador do Grande Telescópio da África Austral e co-autor do estudo - indicou em um recente comunicado de imprensa da Royal Astronomical Society, esta descoberta confirmou o que muitos astrônomos já suspeitavam. "Sabíamos que o M3-1 tinha que hospedar uma estrela binária", disse ele, "então começamos a adquirir as observações necessárias para provar isso e relacionar as propriedades da nebulosa com a evolução da estrela ou estrelas que a formaram".
Por algum tempo, o M3-1 foi considerado um candidato firme a uma estrela central binária com base em sua estrutura (que apresenta jatos e filamentos proeminentes que são indicativos de interações binárias). No entanto, como as estrelas estão muito próximas, elas não podem ser resolvidas separadamente do solo. Como resultado, os cientistas inferiram a presença de uma segunda estrela a partir da variação de seu brilho combinado.
A causa mais óbvia dessas variações seria como as estrelas periodicamente eclipsam umas às outras, o que produziria uma queda acentuada no brilho. Como Henri Boffin - pesquisador do ESO na Alemanha - explicou:
“Quando começamos as observações, ficou imediatamente claro que o sistema era binário. Vimos que a estrela aparentemente única no centro da nebulosa estava mudando rapidamente de brilho, e sabíamos que isso se devia à presença de uma estrela companheira. ”
No entanto, a equipe ficou surpresa ao descobrir que o par tinha um dos períodos orbitais mais curtos (3 horas e 5 minutos) de qualquer estrela binária descoberta dentro de uma nebulosa até o momento. Eles concluíram ainda que as estrelas são tão próximas que praticamente se tocam. Como resultado, é provável que os dois sofram uma nova erupção no futuro, onde o material é transferido de uma estrela para outra, criando uma massa crítica que desencadeia uma violenta explosão termonuclear.
Como Paulina Sowicka, aluna de doutorado do Centro Astronômico Nicolas Copernicus, na Polônia, indicou:
“Após as várias campanhas de observação no Chile, tínhamos dados suficientes para começar a entender as propriedades das duas estrelas - suas massas, temperaturas e raios. Foi uma verdadeira surpresa que as duas estrelas estivessem tão próximas e tão grandes que quase estivessem se tocando. Uma explosão de nova poderá ocorrer daqui a alguns milhares de anos.
Quando as duas estrelas se fundem e desencadeiam uma explosão de nova, o sistema aumentará em luminosidade em até um milhão de vezes, o que iluminará consideravelmente a nebulosa ao redor e criará um incrível show de luzes. Além disso, a detecção desse par binário também é inconsistente com o pensamento convencional sobre como as estrelas binárias evoluem dentro de uma nebulosa planetária.
Anteriormente, os astrônomos estavam trabalhando sob a suposição de que estrelas binárias são bem separadas após a formação de uma nebulosa planetária. Basicamente, pensava-se que não seria até que os gases da nebulosa se expandissem e dissipassem (a ponto de não serem mais visíveis) que um par binário pudesse começar a interagir novamente, levando a uma fusão e uma explosão de nova.
Mas com essa observação mais recente, essa teoria pode ser desafiada. Este estudo também é reforçado por uma explosão nova semelhante (conhecida como Nova Vul 2007) que foi observada dentro de uma nebulosa planetária em 2007. Como Jone explicou:
“O evento de 2007 foi particularmente difícil de explicar. Quando as duas estrelas estão próximas o suficiente para uma nova, o material na nebulosa planetária deve ter se expandido e dissipado tanto que não é mais visível. Nas estrelas centrais do M3-1, encontramos outro candidato para uma erupção similar de nova em um futuro relativamente próximo. ”
Olhando para o futuro, a equipe espera realizar mais estudos sobre o M3-1 e outras nebulosas semelhantes. Essas observações podem dar aos astrônomos uma maior compreensão dos processos físicos e das origens de alguns dos fenômenos mais poderosos do Universo. Isso inclui variáveis cataclísmicas (onde uma estrela sifona material de outra) novae, e talvez até supernovas.
