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Nebulosas: As gigantescas nuvens interestelares

 

Até o início do século XX qualquer objeto brilhante e em formato de nuvem que pudesse ser observado da Terra era chamado de “nebulosa” pelos astrônomos. Os telescópios da época, muito pouco potentes (ainda mais se comparados com os de hoje), não permitiam que mais detalhes desses objetos fossem observados. Ainda assim, os astrônomos já conheciam um grande número destes objetos e já eram capazes de perceber formatos diferentes entre eles.

Algumas dessas nebulosas eram chamadas de “nebulosas em espiral”, devido a seu formato, enquanto que outras como “nebulosas elípticas”. Foi apenas nos anos 20 que se percebeu que alguns destes objetos não eram, de fato, nebulosas: eram galáxias. Utilizando-se daquele que era o mais poderoso telescópio da época, o astrônomo Edwin Powell Hubble descobriu que muitos desses objetos eram galáxias.

“A história da Astronomia é uma história de ampliação de horizontes.”

– Edwin Powell Hubble

Especificamente, ele observou que a nebulosa em espiral de Andrômeda era na verdade uma galáxia em espiral. Hoje não sabemos apenas que galáxias e nebulosas são objetos completamente distintos, como também conhecemos diversos tipos de nebulosas.

Galáxia de Andrômeda - Créditos: Robert Gendler.

Galáxia de Andrômeda – Créditos: Robert Gendler.

As nebulosas nada mais são, além de figuras belíssimas, que grandes nuvens de poeira e gases, que se encontram dentro de galáxias, ocupando o espaço entre as estrelas ou mesmo envolvendo-as. Como são feitas de poeira e gás, podem aparecer como nuvens escuras ou claras. O gás presente nelas é, normalmente, o Hidrogênio, mas também têm certa dose de Hélio. Também podem conter gases mais pesados como Oxigênio e Nitrogênio. A poeira consiste de finas partículas contendo carbono, silício, magnésio, alumínio e outros elementos.

Elas são regiões de constante formação estelar, mas também podem marcar a morte de estrelas. Um exemplo de região com constante formação estelar é a Nebulosa da Águia, a qual forma uma das mais fantásticas fotos já tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble, da NASA: “Os Pilares da Criação”.

Trecho da Nebulosa da Águia conhecido como "Pilares da Criação". Créditos: Hubble Space Telescope.

Trecho da Nebulosa da Águia conhecido como “Pilares da Criação”. Créditos: Hubble Space Telescope.

Como o processo de formação estrelar é muito violento, os restos de materiais lançados ao espaço por ocasião da grande explosão acabam formando um grande número de planetas e de sistemas planetários em torno das estrelas recém nascidas.

Existem, basicamente, cinco tipos de nebulosas. São elas:

  • Nebulosa de emissão
  • Nebulosa de reflexão
  • Nebulosa difusa
  • Nebulosa escura
  • Nebulosa planetária
  • Nebulosa remanescente de Supernova

Cada uma delas será explicada em mais detalhes abaixo.

Nebulosa de emissão

Nebulosas de emissão são nebulosas que rodeiam uma ou mais estrelas quentes. Nelas, os átomos são excitados pela radiação dessa(s) estrela(s) próxima(s) e, então, emitem radiação quando decaem para estados de energia mais baixos. Isso faz com que as nebulosas de emissão sejam nuvens de gás com altas temperaturas. Estas nuvens são áreas de geração de novas estrelas e planetas.

Elas são geralmente avermelhadas devido ao Hidrogênio, que é o elemento mais comum do Universo, o qual emite luz vermelha. Um bom exemplo de nebulosa de emissão é a Nebulosa de Órion, que fica a 1.800 anos luz do Sol. Ela é formada por gases que rodeiam um grupo de estrelas jovens, cuja radiação excita os átomos da nebulosa.

Nebulosa de Órion. Créditos: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) e a equipe do Projeto Tesouro de Órion do Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa de Órion. Créditos: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) e a equipe do Projeto Tesouro de Órion do Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa de reflexão

Nebulosas de reflexão são nuvens de poeira e gás que simplesmente refletem a luz de uma ou mais estrelas próximas, tendo seu espectro semelhante ao das estrelas que as iluminam. Elas são geralmente azuladas porque a luz azul se espalha com maior facilidade e não são quentes o suficiente para que seu gás se ionize, como nas nebulosas de emissão. Ainda assim são brilhantes o suficiente para que se tornarem visíveis.

Conhecem-se cerca de 500 nebulosas desse tipo e umas das mais famosas é a que rodeia as estrelas das Plêiades.

Aglomerado estelar das Pleiades. Créditos: NASA.

Aglomerado estelar das Pleiades. Créditos: NASA.

Nebulosa difusa

A distinção entre nebulosas de emissão e nebulosas de reflexão foi feita por Hubble em 1922. Ainda assim, as nebulosas de reflexão e de emissão muitas vezes se apresentam numa mesma região, podendo ser observadas juntas, e são por vezes referidas como nebulosas difusas. Um exemplo disto é a nebulosa NGC 6357.

Nebulosa NGC 6357. Créditos: Very Large Telescope do ESO (VLT).

Nebulosa NGC 6357. Créditos: Very Large Telescope do ESO (VLT).

Nebulosa escura

Uma nebulosa escura é uma grande nuvem molecular, as quais se apresentam como regiões escuras, onde a poeira do meio interestelar parece estar concentrada. Elas podem ser vistas quando estão à frente de uma nebulosa de reflexão, de emissão ou mesmo de estrelas de fundo, pois bloqueia sua luz.

Estas nuvens são escuras por causa de partículas de poeira de tamanhos extremamente pequenos revestidas de monóxido de carbono e nitrogênio, que bloqueiam a passagem da luz visível. Também estão presentes hidrogênio molecular (H2), Hélio, C18O, CS, NH3 (amônia), H2CO (formaldeído), c-C3H2 e um íon molecular N2H+, todos os quais são relativamente transparentes. Estas nuvens também são áreas de geração de novas estrelas e planetas.

Um ótimo exemplo de nebulosa escura é a Nebulosa Cabeça de Cavalo, localizada em na Nebulosa de Órion.

Nebulosa Cabeça de Cavalo. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa Cabeça de Cavalo. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa planetária

Nebulosas Planetárias receberam esse nome de William Herschel que, ao observá-las ao telescópio pela primeira, achou que se assemelhavam a planetas gigantes gasosos. Depois foi descoberto que essas nebulosas na verdade eram causadas por material ejetado de uma estrela central durante sua morte, terminado como uma estrela Anã Branca.

Esse é um tipo de nebulosa de emissão, pois seu gás é ionizado pela radiação ultravioleta da estrela moribunda. Assim, seu material brilha tanto por ser iluminado pela estrela central, como também pela emissão radiação devido ao decaimento para estados de energia mais baixos. Elas são importantes, pois desempenham um papel crucial na evolução química das galáxias, libertando ao meio interestelar metais pesados produzidos na nucleossíntese das estrelas.

Apesar do formato das primeiras nebulosas planetárias observadas terem sido esférico, as imagens fornecidas pelo Telescópio Espacial Hubble revelaram que suas morfologias são extremamente complexas e variadas. Apenas cerca de um quinto delas têm formas aproximadamente esféricas.

Um ótimo exemplo de nebulosa planetária é a Nebulosa do Anel, também conhecida por M57 ou NGC 6720, que fica a 2.300 anos-luz da Terra, na Constelação de Lyra.

Nebulosa do Anel. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa do Anel. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa Remanescente de Supernova

Nebulosas Remanescentes de Supernovas eram, no início, classificadas também como Nebulosas Planetárias, até que se notou a diferença entre elas. Nebulosas Planetárias são formadas por estrelas menores (com massa inicial de até 8 massas solares) e apresentam estrelas Anãs Brancas em seu centro. Por outro lado, Nebulosas Remanescentes de Supernovas são formadas por estrelas mais massivas (de massa inicial maior que 8 massas solares) e apresentam em Estrelas de Nêutrons ou Buracos Negros em seu centro. A própria química de ambos os tipos de nebulosa é bem diferente, sendo que as Nebulosas Remanescentes de Supernovas contém materiais mais pesados.

O estágio final da vida de uma estrela massiva é atingido quando a estrela começa a produzir Ferro – nesse ponto, a estrela assina seu atestado de óbito. Quando ela forma um núcleo de ferro de massa superior a 1,4 massas solares, uma Supernova ocorre: o núcleo colapsa violentamente em alguns segundos, sob o peso de sua própria atração gravitacional, sem ter mais qualquer combustível para liberar energia nuclear. As camadas superiores, contendo aproximadamente 90% da massa da estrela, colapsam ntão sobre este núcleo e, após o comprimirem até o limite das leis físicas, são empurradas para fora com velocidades de milhares de quilômetros por segundo. Tanta energia é liberada em um colapso de supernova que ela brilha, algumas vezes, com mais luminosidade que uma galáxia de 200 bilhões de estrelas.

Esse tipo de nebulosa é formado por uma onda de choque em expansão entre o material ejetado pela explosão da Supernova (que chega a atingir velocidades de 3.000 km/s) e o material interestelar que estiver em seu caminho. O choque do material ejetado pode aquecer o gás interestelar a temperaturas superiores a 10 milhões de kelvin, levando-o ao estado de plasma.

Um ótimo exemplo de uma Nebulosa Remanescente de Supernova é a Nebulosa do Caranguejo, ocorrida no ano de 1054.

Nebulosa do Caranguejo. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Nebulosa do Caranguejo. Créditos: NASA, ESA e Telescópio Espacial Hubble.

Conclusão

Nebulosas são alvo de constante estudo astronômico, pois, como já deve ter ficado claro no texto, elas têm muito a nos ensinar sobre a vida de estrelas e possíveis sistemas planetários. Elas são tanto berços estelares, locais onde estrelas e seus planetas nascem, quanto marcam a suas mortes. Desta forma poderemos aprender muito sobre o nosso próprio Sistema Solar, como ele se formou e como evolui.

“Equipado com seus cinco sentidos, o ser humano explora o Universo ao seu redor, e chama essa aventura de Ciência.”

– Edwin Powell Hubble

Em grande parte delas também existem os ingredientes necessários para a vida, o que significa que em torno das estrelas que nascem nelas podem se formar planetas, onde a vida pode vir a se desenvolver. Assim, apesar de já termos aprendido muito com as nebulosas, ainda temos muito que aprender com elas. E continuaremos aprendendo através de seu estudo.

“Da nossa casa na Terra nós olhamos para as grandes distâncias e esforçamos para imaginar em que tipo de mundo nós nascemos… A busca irá continuar. O desejo é mais antigo que a história. Ele não estará satisfeito e não será reprimido.”

– Edwin Powell Hubble

Autor(es):

Mário César Mancinelli de Araújo

Sou formado em Engenharia de Software e QUASE em Ciência da Computação (não concluí). Pretendo, agora, fazer astronomia na USP assim que possível para, depois, me especializar em astrobiologia. Sou um apaixonado pela ciências em geral e gosto muito de investigar alegações extraordinárias (como a ufologia, por exemplo).

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