Afinal, os pilares da criação não foram destruídos

Esta imagem compara duas vistas da Águia

Os Pilares da Criação da Nebulosa tirados com o Hubble com 20 anos de diferença. A nova imagem, à esquerda, captura quase exatamente a mesma região de 1995, à direita. No entanto, a imagem mais recente usa Wide Field Camera 3 do Hubble, instalada em 2009, para capturar a luz do oxigênio brilhante, hidrogênio e enxofre com maior clareza. Ter as duas imagens permite aos astrônomos estudar como a estrutura dos pilares está mudando ao longo do tempo.

WFC3: NASA, ESA / HUBBLE E EQUIPE HUBBLE HERITAGE WFPC2: NASA, ESA / HUBBLE, STSCI, J. HESTER E P. SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY)


Em 1995, o Telescópio Espacial Hubble tirou uma das imagens mais icônicas de todos os tempos: os famosos “Pilares da Criação” na Nebulosa da Águia. Uma das regiões mais próximas e produtivas da galáxia de formação estelar ativa, esses pilares representam o que sobrou do gás neutro que alimenta a criação dessas novas estrelas.

Mas novas estrelas não são apenas um sinalizador cósmico da criação; eles também trazem destruição com eles. Quando você forma novas estrelas, uma fração delas terá massa suficiente para se tornar uma supernova, com essas explosões catastróficas queimando rapidamente e expelindo o gás ao seu redor. Outros queimarão fantasticamente quentes, evaporando esse gás mais lentamente.

O que estamos vendo, dentro desta nebulosa, é uma mistura desses dois processos. Anos atrás, um estudo da NASA afirmou que uma supernova ocorreu recentemente em seu interior e que os pilares já foram destruídos. Agora, aprendemos que era um erro e provavelmente permanecerão por centenas de milhares de anos antes de evaporar lentamente.

A Nebulosa da Águia contém milhares de novas estrelas, [-]

um brilhante aglomerado de estrelas central e vários glóbulos gasosos em evaporação contendo a formação de estrelas ativas e suas próprias estrelas jovens brilhantes.

NASA / ESA & HUBBLE; FERRAMENTA WIKISKY


A 7.000 anos-luz de distância, a Nebulosa da Águia é uma das nebulosas mais acessíveis e espetaculares do céu noturno. Foi descoberto em 1745 e, pouco depois, foi reconhecido como uma região de formação estelar ativa, pois a assinatura infalível do hidrogênio ionizado foi vista em abundância. Um grande aglomerado de estrelas recém-nascidas pode ser encontrado no interior, consistindo de mais de 8.000 estrelas, que é a principal causa do formato da nebulosa. Essas estrelas, brilhando intensamente, emitem grandes quantidades de luz ultravioleta, que efetivamente ioniza e evapora o gás neutro. Dentro dos glóbulos restantes, uma corrida de três vias está ocorrendo entre:

– gravidade, que está trabalhando para puxar o gás para novos aglomerados, proto-estrelas e estrelas recém-nascidas, formando-os e fazendo-os crescer,

– as estrelas externas, que estão trabalhando para encolher e ferver o gás do exterior,

– e das estrelas internas, onde as estrelas quentes e as supernovas potenciais expelem o gás e impedem que as estrelas recém-nascidas se formem ou cresçam ainda mais.

A imagem original dos Pilares da criação era [-]

um mosaico de muitas imagens e filtros diferentes, mas por mais inovador que seja, empalidece em comparação com dados mais recentes.

NASA, JEFF HESTER E PAUL SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY)


Quando a imagem icônica inicial do Hubble de 1995 dos Pilares da Criação foi publicada pela primeira vez, representou a primeira vez que esses glóbulos em evaporação, repletos de novas estrelas em seu interior, foram fotografados com tantos detalhes. Pelos detalhes nas bordas dos pilares, bem como pela luz que parecia fluir de dentro, sabíamos que havia muito mais do que um mero reflexo acontecendo: havia estrelas recém-nascidas dentro. Certamente, com um grande número de estrelas do tipo O nas proximidades, incluindo uma que foi identificada como sendo pelo menos 80 vezes a massa do Sol, haveria supernovas no futuro desta nebulosa, se não no presente. Devido à capacidade de outros telescópios espaciais de ver fora do espectro de luz visível, os cientistas procuraram descobrir se havia evidências de uma explosão catastrófica recente no interior.

A poeira quente, em vermelho, fotografada por Spitzer em 2007 [-]

foi atribuída a uma provável supernova de 8.000 a 9.000 anos atrás. No entanto, outras causas do aquecimento da poeira são plausíveis, e se uma supernova fosse a culpada, observações detalhadas em outros comprimentos de onda o revelariam.

SPITZER SPACE TELESCOPE / IRAC / MIPS; NASA / JPL-CALTECH / N. FLAGEY (IAS / SSC) E A EQUIPE DE CIÊNCIAS MIPSGAL


Em 2007, o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, observando na porção infravermelha do espectro, exibiu uma poeira muito mais quente do que o esperado. Em particular, a cor vermelha na imagem acima era sugestiva não apenas de novas estrelas, mas de uma supernova recente que ocorreu dentro ou atrás dos próprios pilares, aquecendo a poeira circundante. As primeiras especulações eram de que essa supernova ocorrera há cerca de 8.000 anos e, com base na propagação da explosão, deveria ter destruído os pilares inteiramente nos milênios seguintes. Alguns argumentaram que os pilares já haviam sumido e que a evidência visual já estava a caminho. É apenas o fato de que há um tempo de viagem na luz de 7.000 anos que já nos impede de vê-lo.

Os processos de formação de estrelas que ocorrem dentro do [-]

pilares da criação, bem como qualquer outro lugar dentro da Nebulosa da Águia, são revelados devido ao ponto de vista único do telescópio de raios-X Chandra da NASA, com a visão original de 1995 sobreposta para a posição.

RAIOS X: NASA / CXC / U.COLORADO / LINSKY ET AL .; ÓPTICO: NASA / ESA / STSCI / ASU / J.HESTER & P.SCOWEN


Quando vimos esses pilares no raio-X, graças ao observatório de raios-X Chandra da NASA, fomos capazes de identificar a presença de novas estrelas dentro e atrás dos próprios pilares. Essas fontes emissoras de raios-X eram consistentes com estrelas massivas, muitas das quais são massivas o suficiente para se tornarem supernovas. Se você vir explosivos carregados em todos os lugares para onde olhar, faz sentido concluir que a evidência de uma explosão passada é, na verdade, exatamente isso. Talvez esses pilares já tenham desaparecido.

Mas em 2015, para comemorar o 25º aniversário do Hubble no espaço, a NASA revisitou esses pilares, e a linha de base de 20 anos entre a imagem original de 1995 e a nova de 2015 forneceu insights que refutaram fortemente a teoria dos pilares já destruídos.

A visão de 2015 dos pilares da criação mostra [-]

uma combinação de dados visíveis e infravermelhos, um amplo campo de visão, linhas espectrais que indicam a presença de uma variedade de elementos pesados e que mostram mudanças sutis ao longo do tempo em relação à imagem anterior de 1995.

NASA, ESA / HUBBLE E EQUIPE DO HERITAGE HUBBLE; AGRADECIMENTOS: P. SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY, EUA) E J. HESTER (ANTIGO ARIZONA STATE UNIVERSITY, EUA)


O acompanhamento de 20 anos apresentou não apenas recursos que não podiam ser vistos antes, como detalhes adicionais, maior cobertura de comprimento de onda e um campo de visão maior. Mas o maior e mais importante avanço é o fato de que a linha de base de 20 anos nos permitiu ver as mudanças ao longo do tempo. Na ponta do pilar maior, por exemplo, pudemos não apenas identificar um jato ejetado, mas acompanhar a extensão de suas alterações. Com a incrível resolução do Hubble, pudemos determinar que seu tamanho, ao longo desse tempo adicional, se expandiu em 100 bilhões de quilômetros extras: 1000 vezes a distância Terra-Sol, o que significa que o fluxo está se movendo a 200 km / s.

Mudanças sutis na estrutura do gás do topo [-]

o pilar mostra uma saída que provavelmente se origina de uma estrela massiva recém-nascida dentro do pilar. Isso é consistente com a localização de uma nova estrela medida anteriormente por Chandra.

NASA, ESA E EQUIPE DO HERITAGE HUBBLE (STSCI / AURA)


O mais importante, no entanto, é que, ao contrário de quando a imagem de 1995 foi tirada, os dados mais modernos obtidos vieram quando o Hubble tinha uma câmera nova e avançada instalada. Isso incluiu não apenas a mesma faixa de luz visível que a antiga câmera WFPC2 tinha, mas uma nova série de filtros infravermelhos que dobraram o comprimento de onda máximo da imagem anterior anterior. Devido a isso, fomos capazes de olhar “através” dos próprios pilares, para as estrelas atrás deles. E, talvez mais importante, para o gás em evaporação que está sendo queimado pelas estrelas e eventos cataclísmicos nelas contidos.

A visão infravermelha dos pilares permite o novo [-]

formando estrelas, dentro dos pilares, para serem vistas. A assinatura azul mostra o gás em processo de evaporação; a fraqueza desse sinal indica uma taxa relativamente lenta de evaporação.

NASA, ESA / HUBBLE E EQUIPE DO HERITAGE HUBBLE; AGRADECIMENTOS: P. SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY, EUA) E J. HESTER (ANTIGO ARIZONA STATE UNIVERSITY, EUA)


Destacado em azul, acima, podemos ver que é a luz das estrelas entrante que está queimando, e que não há nenhuma evidência de uma supernova recente nas proximidades. Os dados do Spitzer, pelo que podemos dizer, foram atribuídos a uma interpretação incorreta. O que também podemos fazer, no entanto, é medir e quantificar a taxa de evaporação desses pilares, tanto da radiação interna quanto da externa combinadas. Mudanças entre as imagens indicam que os pilares ainda estão intactos hoje, embora a luz que estamos vendo viesse de 7.000 anos atrás.

Girando e esticando essas duas imagens [-]

em relação umas às outras, as mudanças de 1995 a 2015 podem ser sobrepostas. Ao contrário das expectativas de muitos, o processo evaporativo é lento e pequeno.

WFC3: NASA, ESA / HUBBLE E EQUIPE HUBBLE HERITAGE WFPC2: NASA, ESA / HUBBLE, STSCI, J. HESTER E P. SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY)


Além disso, a melhor evidência de mudanças está na base dos pilares, indicando um tempo de evaporação da ordem de 100.000 a 1.000.000 anos. A ideia de que os pilares já foram destruídos demonstrou não ser verdade. É uma das grandes esperanças da ciência que quaisquer alegações polêmicas sejam destruídas por mais e melhores dados, e esta é uma situação em que isso valeu a pena. Não apenas não houve uma supernova em processo de destruição dos pilares, mas os próprios pilares devem ser robustos por um longo tempo.

Uma comparação entre a imagem de 1995 (topo) e a de 2015 [-]

a imagem (embaixo) mostra apenas pequenas mudanças na composição dos pilares, levando a um tempo de evaporação na escala de ~ 100.000 anos, não ~ 1.000 anos.

WFC3: NASA, ESA / HUBBLE E EQUIPE HUBBLE HERITAGE WFPC2: NASA, ESA / HUBBLE, STSCI, J. HESTER E P. SCOWEN (ARIZONA STATE UNIVERSITY)


Na verdade, os dados mais recentes do Hubble nos permitiram fazer algo que seria inimaginável apenas com os dados de 1995: construir um modelo 3D dos pilares no espaço! O que podem parecer três pilares elevados no mesmo plano são, na verdade, peças de uma estrutura muito mais interessante, onde novas estrelas estão sendo formadas dentro de uma infinidade de espirais que têm uma profundidade surpreendente. Embora os próprios pilares tenham apenas cerca de 5 anos-luz de comprimento, cada um, eles são separados por mais do que essa quantidade na dimensão de “profundidade”.

É sempre possível que uma dessas estrelas massivas chegue ao fim de suas vidas a qualquer momento, tornando-se uma supernova e destruindo uma grande parte de uma dessas principais estruturas internas que compõem a Nebulosa da Águia. Como está agora, no entanto, parece que a evaporação, e não uma explosão cataclísmica, é a causa das mudanças que estão acontecendo na nebulosa agora. A menos que haja uma catástrofe em um futuro próximo, será o lento processo de evaporação que dominará, eventualmente soprando o gás e revelando as estrelas recém-nascidas em seu interior. Os Pilares da Criação não existirão para sempre, mas todos os sinais apontam para que eles ainda existam hoje. Eles não foram destruídos, e como a luz continua a chegar nos próximos milhares de anos, vamos vê-los encolher lentamente, provavelmente por centenas de milhares de anos.


Publicado em 28/08/2020 18h01

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