Que são, como são e porque têm este nome



Figura 1: M27, a Dumbbell Nebula (Nebulosa dos Halteres). Em termos do tamanho projectado no céu, é a maior das nebulosas planetárias, medindo 16 minutos de arco. A cor verde representa a linha de emissão de átomos de oxigénio duas vezes ionizado ([OIII]) e o vermelho indica aquela dos átomos de nitrogénio uma vez ionizado ([NII]) e do hidrogénio (Hα). Esta imagem foi obtida com o telescópio de 0.82m IAC80 (situado no Observatorio del Teide). Crédito: The IAC Morphological Catalog of Northern Galactic Planetary Nebulae (Manchado et al. 1996).
Uma nebulosa planetária compõem-se por gás e poeira, os quais circundam uma estrela do tipo solar quando esta se encontra nas fases finais de sua evolução. Esta estrela, a estrela central da nebulosa planetária, ilumina a nebulosidade ao seu redor, que por sua vez é observada em todas as zonas do espectro electromagnético, desde rádio até raios-X. Comparadas com as estrelas, que emitem numa banda de luz contínua (luz branca), as nebulosas planetárias emitem sua luz em bandas muito mais estreitas, ou seja, em linhas de emissão (luz discreta com diferentes cores). Devido a esta característica as nebulosas planetárias são facilmente identificadas no céu quando se utiliza um telescópio contendo um prisma, sendo visualizadas como um verdadeiro caleidoscópio. As nebulosas planetárias são "intrinsecamente" tão belas, que as suas imagens observadas com o Hubble Space Telescope estão entre as mais conhecidas pelo público não especializado.

Data de 1764 a primeira vez que se observou uma nebulosa planetária. O observador, Charles Messier, encontrou um objecto nebular que catalogou como M27, hoje conhecida como Dumbbell Nebula (Nebulosa dos Halteres, Figura 1). Esta observação foi seguida por aquela da Nebulosa do Anel (M57, Figura 2), em 1779, por Antoine Darquier. Este último descreveu a Nebulosa do Anel como "pouco brilhante, mas com contornos bem definidos... é tão grande quanto Júpiter, parecendo-se com um planeta ténue". O termo "nebulosa planetária" (NP) foi-lhes atribuído por William Herschel, dadas as suas similaridades com os discos esverdeados de planetas como Úrano e Neptuno, assim separando-as das nebulosas brancas formadas por estrelas, ou seja, das galáxias.


Figura 2: A Ring Nebula (Nebulosa do Anel, M57), um dos objectos celestes mais fotografados. Suas cascas mais externas definem um tamanho de 3,8 minutos de arco (aqui o azul representa a linha de emissão [OIII] e o vermelho [NII]+Hα). Imagem obtida com o telescópio de 2.56m NOT (situado no Observatorio del Roque de los Muchachos). Crédito: The IAC Morphological Catalog of Northern Galactic Planetary Nebulae (Manchado et al. 1996).
Em suma, quando se observa uma NP com baixa resolução espacial, esta parece redonda e poderia assemelhar-se a um planeta, daí este nome tão equivocado. Por outro lado, quando observada com grande resolução espacial, vê-se claramente que estas são constituídas por muitas e variadas estruturas. Estas estruturas (tanto de grande quanto de pequena escala) são o foco do estudo que faremos sobre nebulosas planetárias ao longo deste mês.

Mas, o que são estas estruturas? A Nebulosa do Olho de Gato, por exemplo, situada na constelação do Dragão, compõem-se de uma grande variedade de estruturas simétricas, as quais incluem: um halo filamentar extenso; vários anéis concêntricos; um par de jactos e um complexo conjunto de cascas no seu núcleo (NGC 6543, Figura 3).

Em particular, e para que comecemos a ter em mente algumas das características destas nebulosas, o conjunto de cascas nebulares no coração de NGC 6543 tem uns 1.000 anos de idade. Contornando este núcleo encontram-se uma série de anéis concêntricos (em azul), cada um destes anéis está no limite de uma bolha de gás, em expansão, expulsada pela estrela central em intervalos regulares de uns 1.500 anos, sendo que o primeiro ocorreu há uns 18.000 anos atrás. Já os filamentos mais externos (verdes) datam, no máximo, de há uns 60.000 anos. A massa do material estelar desta nebulosa deve ser similar à massa do Sol.



Figura 3: NGC 6543, a Cat`s Eye Nebula (Nebulosa do Olho do Gato), obtida com o telescópio de 2.56m NOT, por R. Corradi e D. R. Gonçalves (em 2002). A imagem, capta a emissão em [NII] (vermelho) e em [OIII] (verde e azul). A dimensão da imagem é de 3,2 x 3 minutos de arco. O processamento da imagem destaca detalhes da parte interna brilhante revelando simultaneamente os ténues anéis concêntricos e o halo filamentar.


Apesar do facto de que especialistas têm dedicado muita atenção às nebulosas planetárias, e também às suas múltiplas estruturas, a complexidade dos detalhes que encontramos nestes objectos continua surpreendendo. Por exemplo, no caso de NGC 6543, que informação sacamos dos filamentos externos? Depois de expulsar séries de bolhas de gás, de forma concêntrica, que efeitos provocaram a ejecção do conjunto de cascas do coração da nebulosa? Que mecanismo é responsável pelos misteriosos jactos que parecem sair dos dois extremos dos arcos elípticos (amarelo brilhante) que rodeiam as cascas (vermelhas) no núcleo da nebulosa?