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Um par ondulante de loops quase simétricos de poeira e gás marca os estertores de uma antiga estrela gigante vermelha, conforme capturado pela Gemini South, metade do Observatório Internacional Gemini, operado pelo NOIRLab da NSF. A estrutura resultante, que se assemelha a um estilo antigo de jarro inglês, é uma nebulosa de reflexão bipolar raramente vista. Evidências sugerem que esse objeto foi formado pelas interações entre a gigante vermelha moribunda e uma estrela companheira agora fragmentada.
A brilhante nebulosa IC 2220, apelidada de Toby Jug Nebula devido à sua semelhança com um antigo recipiente para beber inglês, é um raro achado astronômico. Esta nebulosa de reflexão, localizada a cerca de 1.200 anos-luz de distância na direção da constelação de Carina (a quilha), é uma nuvem de lóbulos duplos, ou bipolar, de gás e poeira criada e iluminada pela estrela gigante vermelha em seu centro. Esta fase de fim de vida das estrelas gigantes vermelhas é relativamente breve, e as estruturas celestes que se formam ao seu redor são raras, tornando a Nebulosa Toby Jug um excelente estudo de caso sobre a evolução estelar.
Esta imagem, capturada pelo telescópio Gemini South, metade do Observatório Internacional Gemini, operado pelo NOIRLab da NSF, mostra a magnífica estrutura de duplo loop quase simétrica da Nebulosa Toby Jug e o coração estelar brilhante. Essas características são exclusivas das gigantes vermelhas em transição de estrelas envelhecidas para nebulosas planetárias. [1] e, portanto, oferece aos astrônomos informações valiosas sobre a evolução de estrelas de massa baixa a intermediária que se aproximam do fim de suas vidas, bem como as estruturas cósmicas que elas formam.
No coração da Nebulosa Toby Jug está sua progenitora, a estrela gigante vermelha HR3126. As gigantes vermelhas se formam quando uma estrela queima seu suprimento de hidrogênio em seu núcleo. Sem a força externa da fusão, a estrela começa a se contrair. Isso aumenta a temperatura do núcleo e faz com que a estrela inche até 400 vezes seu tamanho original. Embora o HR3126 seja consideravelmente mais jovem que o nosso Sol – apenas 50 milhões de anos em comparação com os 4,6 bilhões de anos do Sol – ele tem cinco vezes a massa. Isso permitiu que a estrela queimasse seu suprimento de hidrogênio e se tornasse uma gigante vermelha muito mais rápido que o Sol.
À medida que HR 3126 inchava, sua atmosfera se expandia e começava a desprender-se de suas camadas externas. O material estelar expelido fluiu para a área circundante, formando uma magnífica estrutura de gás e poeira que reflete a luz da estrela central. Estudos detalhados da Nebulosa Toby Jug em luz infravermelha revelaram que o dióxido de silício (sílica) é o composto mais provável que reflete a luz de HR3126.
Os astrônomos teorizam que as estruturas bipolares semelhantes às observadas na Nebulosa Toby Jug são o resultado de interações entre a gigante vermelha central e uma estrela companheira binária. Observações anteriores, no entanto, não encontraram tal companheiro para HR3126. Em vez disso, os astrônomos observaram um disco extremamente compacto de material ao redor da estrela central. Esta descoberta sugere que um ex-companheiro binário foi possivelmente fragmentado no disco, o que pode ter desencadeado a formação da nebulosa circundante.
Daqui a cerca de cinco bilhões de anos, quando nosso Sol queimar todo o seu suprimento de hidrogênio, ele também se tornará uma gigante vermelha e eventualmente evoluirá para uma nebulosa planetária. Num futuro muito distante, tudo o que restará do nosso Sistema Solar será uma nebulosa tão vibrante quanto a Nebulosa de Toby Jug com o Sol esfriando lentamente em seu centro.
A imagem foi processada pela equipe de Comunicação, Educação e Engajamento do NOIRLab como parte do Programa de Imagem Legado do NOIRLab. As observações foram feitas com o Gemini South no Cerro Pachón, no Chile, usando um dos espectrógrafos duplos de múltiplos objetos Gemini (GMOS). Embora os espectrógrafos sejam projetados para dividir a luz em vários comprimentos de onda para estudo, os espectrógrafos GMOS também possuem recursos de imagem poderosos, como demonstrado por esta visão excepcional da Nebulosa Toby Jug.
Mais Informações
[1] O termo “nebulosas planetárias” é um equívoco; eles não estão relacionados a planetas. O termo provavelmente foi usado pela primeira vez na década de 1780 pelo astrônomo William Herschel, que notou sua forma aparentemente redonda e semelhante a um planeta quando observada através dos primeiros telescópios.
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