Das macro às micro estruturas


Quanto tentamos identificar as estruturas das nebulosas planetárias vemos que aquelas de maior escala são os halos, que em geral são arredondados. Depois, em escalas intermédas, aparecem as cascas, que podem ser redondas, elípticas, bipolares, com simetria de ponto ou irregulares. Em escalas muito menores, existe uma série de micro estruturas que apresentam morfologias tão variadas como nódulos, filamentos e jactos. A Figura 6 apresenta um esquema das várias estruturas (componentes) das nebulosas planetárias -tanto em grande quanto em pequena escala- e na Figura 7 apresentamos algumas imagens de NP que contêm tais micro estruturas.



Figura 6a - Classificação morfológica das cascas das nebulosas planetárias.


Como mencionado anteriormente, as cascas das NP têm origem na interacção dos ventos. Os halos, por outro lado, provavelmente são compostos pelo gás expulso durante as fases activas da evolução estelar anteriores à compressão da nebulosa (ou seja, por restos do vento lento da AGB). Este gás está, agora, sendo iluminado pelos fotões altamente energéticos da estrela quente, ou seja, da estrela central da nebulosa planetária.



Figura 6b - Simulações numéricas de García-Segura e López (2000), mostrando os diferentes tipos morfológicos de nebulosas planetárias, em alguns casos contendo micro estruturas. Em verde vemos a emissão fotoionizada e em vermelho aquela excitada por choques.


Muitas micro estruturas estão sendo descobertas graças ao uso de telescópios capazes de obter imagens de alta resolução espacial. Por exemplo, as estruturas de pequena escala podem ser facilmente estudadas com o Hubble Space Telescope. Porém outras micro estruturas, como os "ansae" de NGC 7009 (ver Figura 7), são conhecidos já há muito tempo (descobertos por L. Aller em 1936). Recentemente, tais estruturas foram baptizadas com acrónimos como FLIERs (fast, low-ionization emission regions; regiões de emissão rápidas e de baixa ionização), por Balick e colaboradores em 1993; ou BRETs (bipolar, rotating, episodic jets; jactos bipolares episódicos e em rotação); por López e colaboradores em 1995. O interessante deste tipo de acrónimos é que são capazes de descrever algumas das características físicas destas estruturas.



Figura 6c - Esquema dos diferentes tipos de micro estruturas, vistas em pares simétricos ou isoladas com respeito à estrela central.


As micro estruturas têm uma grande variedade de aparências e, além disso, podem deslocar-se com a mesma velocidade do meio que as circunda ou viajar de forma peculiar, ou seja, com velocidades diferenciadas daquela do ambiente. Há três anos desenvolvemos uma classificação detalhada das estruturas de pequena escala das nebulosas planetárias (D.R. Gonçalves, R. Corradi e A. Mampaso, 2001). Neste trabalho relacionamos, pela primeira vez, todas as nebulosas planetárias (umas 50) com micro estruturas, considerando seus tipos morfológicos e cinemáticos, bem como os processos físicos propostos para sua formação (ver http://www.iac.es/galeria/denise/ onde se encontra, actualizada, a lista completa destas NP).



Figura 7a - Pares de Jactos (à esquerda) e Pares de Estruturas Similares a Jactos (à direita). Créditos: imagens obtidas com o filtro F555W de NGC 3918, arquivo do Hubble Space Telescope; NGC 7009, Balick et al. (1998); restantes, adaptadas de uma série de artigos publicados por Corradi et al. entre 1997 e 2000, como resultado dos estudos do Grupo de Nebulosas Bipolares do Instituto de Astrofísica de Canárias. Estas foram obtidas em diferentes telescópios, e maioritariamente com a luz do oxigénio duas vezes ionizado ([OIII]) e do nitrogénio uma vez ionizado ([NII]).




Figura 7b - Nódulos ou filamentos em Pares (à esquerda) e Nódulos ou Filamentos Isolados (à direita). Créditos: imagens obtidas com o filtro F555W de NGC 5882, arquivo do Hubble Space Telescope; NGC 6826 e NGC 7662, Balick et al. (1998); NGC 2440 López et al. (1998); restantes, adaptadas de uma série de artigos publicados por Corradi et al. entre 1997 e 2000, como resultado dos estudos do Grupo de Nebulosas Bipolares do Instituto de Astrofísica de Canárias. Estas foram obtidas em diferentes telescópios, e maioritariamente com a luz do oxigénio duas vezes ionizado ([OIII]) e do nitrogénio uma vez ionizado ([NII]).


Então, classificamos as micro estruturas como: i) nódulos ou filamentos em pares simétricos; ii) pares de jactos; iii) pares de estruturas similares a jactos; e iv) nódulos ou filamentos isolados. Os pares de nódulos ou filamentos e aqueles isolados, podem viajar com velocidades maiores ou iguais às velocidades do meio no qual estão inseridos. Em particular, a característica que diferencia os jactos das estruturas similares a jactos é o fato de que os pares de jactos expandem-se supersonicamente, ou seja com velocidades maiores do que aquela do meio. Ao contrário, os pares de estruturas similares a jactos deslocam-se com a mesma velocidade que o meio -ver Figura 7 onde se encontram exemplos de todas as classes de micro estruturas. Além de outros resultados que obtivemos deste estudo, e que estudaremos na próximo capítulo, demonstramos, que as micro estruturas aparecem indistintamente em todos as diferentes classes morfológicas das NP, o que sugere que os processos que culminam na formação das micro estruturas não estão, necessariamente, relacionados àqueles que dão origem às distintas morfologias das nebulosas planetárias.