WR 31a: Bolha Azul em Carina

Brilhando no centro desta bela imagem do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA está uma estrela Wolf-Rayet conhecida como WR 31a, localizada a cerca de 30.000 anos-luz de distância na constelação de Carina (A Quilha).

A distinta bolha azul que parece circundar WR 31a, e seu companheiro estelar não catalogado, é uma nebulosa Wolf-Rayet – uma nuvem interestelar de poeira, hidrogênio, hélio e outros gases. Criadas quando ventos estelares velozes interagem com as camadas externas de hidrogênio ejetado por estrelas Wolf-Rayet, essas nebulosas são frequentemente em forma de anel ou esféricas. A bolha – que se estima ter se formado há cerca de 20.000 anos – está se expandindo a uma taxa de cerca de 220.000 quilômetros por hora!

Notavelmente, o ciclo de vida de uma estrela Wolf-Rayet é de ‘apenas’ algumas centenas de milhares de anos – um piscar de olhos em termos cósmicos. Apesar de começar a vida com uma massa acima de 20 vezes a do nosso Sol, as estrelas Wolf-Rayet normalmente perdem metade de sua massa em menos de 100.000 anos. WR 31a não é uma exceção. WR 31a acabará, portanto, por terminar sua vida como uma supernova espetacular. Seu material estelar expelido da sua explosão alimentará mais tarde uma nova geração de estrelas e planetas. Dados da WR 31a:

Massa: 17⁺⁷₋₄ M☉

Raio:      29,8^+11,9_−6,1 R☉

Luminosidade:  1.820.000 L☉

Temperatura:    30.200 K (1985-1992) / 27.500 K (1991)

Phil Plait escreveu sobre WN 31a:

Contemple esta linda imagem do Hubble da nebulosa em torno da estrela WR 31a, mas esteja avisado: o que você está vendo não é o que você obtém!

Em primeiro lugar. A estrela WR 31a é chamada de estrela Wolf-Rayet (ou WR). Eles vêm em uma variedade de sabores, mas a maioria deles é extremamente massiva, quente e luminosa. E não estou brincando aqui: eles começam com 20 ou mais vezes a massa do Sol, são cinco a 40 vezes mais quentes e podem ser milhões de vezes mais luminosos.

Estas são estrelas que se aproximam do fim de suas vidas. Eles já ficaram sem hidrogênio em seus núcleos para se fundir em hélio e agora estão fundindo hélio (ou elementos mais pesados) para criar energia. Entre esses dois estágios na vida de uma estrela massiva, ela se torna uma supergigante vermelha, e uma consequência natural de eles liberarem tanta energia é que eles perdem suas camadas externas; octilhões de toneladas de hidrogênio soprados para o espaço pelas vastas energias que se formam abaixo.

Phil Plait

Isso expõe as camadas mais quentes e brilhantes que costumavam estar no fundo da estrela. Isso pode iluminar o gás expelido, criando uma bela nebulosa ao redor da estrela. Isso é semelhante a uma nebulosa planetária, quando uma estrela de menor massa explode suas camadas externas, expondo o núcleo, que excita o gás expelido, fazendo-o brilhar literalmente como um letreiro de néon. Para as estrelas WR, o gás não está brilhando, mas refletindo a luz da estrela, tornando-as chamadas de nebulosas protoplanetárias.

Esse é o caso em WR 31a. As belas mechas e gavinhas que você vê costumavam fazer parte da estrela, mas foram lançadas por um vento estelar denso. O gás está sendo iluminado pela própria estrela no centro. E só para dar uma noção de escala, essa estrutura tem cerca de nove anos-luz de diâmetro: 90 trilhões de quilômetros. Nesta escala, todo o nosso sistema solar seria invisivelmente pequeno.

Mas tenha um cuidado aqui! A nebulosa está sendo chamada de “bolha azul”, mas não é realmente azul, é cor falsa…

Esta imagem foi tirada usando dois filtros diferentes no Hubble Advanced Camera for Surveys. O que está colorido de vermelho na imagem é, na verdade, do infravermelho próximo, luz que nossos olhos não veem, mas à qual o ACS é sensível. O que você vê colorido de azul na imagem é, na verdade, de um filtro que deixa passar a luz da parte verde do espectro para o vermelho. A cor usada para exibir a luz daquele arquivador na foto é mais uma escolha artística do que física; eles poderiam ter escolhido verde, laranja ou amarelo. Isso é arbitrário.

O engraçado é que, neste caso, o filtro realmente bloqueia a luz azul. Em outras palavras, de todas as cores que o olho humano pode ver que esse gás está enviando em nossa direção, o azul é a única que realmente não aparece na imagem! E reflete a luz azul; na verdade, muitas dessas nebulosas de reflexão parecem azuis a olho nu. Assim, a estrutura é interessante.

O que você está vendo é uma casca de material, como uma bolha de sabão. Não é realmente um anel, é apenas perto das bordas que você está olhando através de mais material, e isso faz com que pareça um anel. No entanto, notei o que parece ser um leve anel elíptico dentro do anel externo e suspeito que possa realmente ser um anel real, um anel plano de material.

Esses anéis internos podem se formar quando as estrelas giram rapidamente, o que as faz lançar um fluxo de material mais achatado devido à força centrífuga. O anel externo é ligeiramente alongado e o eixo longo também é perpendicular ao anel interno, o que é consistente. O material que flui da estrela atinge o anel equatorial e desacelera, mas o material que se expande ao longo dos pólos está livre para se mover para fora, de modo que a nebulosa resultante pode ter a forma de um ovo. Isso é muito comum também.

Não estou afirmando que isso é exatamente o que está acontecendo em WR 31a – as evidências são fracas – mas parece que é uma possibilidade a meu ver … e em minha defesa, estudei objetos como esse por muitos anos. Eu bisbilhotei as revistas profissionais, mas não vi muito sobre isso. Esperançosamente, mais observações desta estrela serão feitas.

Em suma, este é um objeto fascinante. Estamos vendo uma estrela em um período muito curto entre viver uma vida normal e explodir como uma supernova. E esse é o destino final do WR 31a, tenha poucas dúvidas. A uma distância de 30.000 anos-luz, será bastante brilhante, quase tão brilhante quanto Vênus no céu noturno… Ainda faltam algumas dezenas (ou centenas!) de milênios antes que isso aconteça, então não planeje sua viagem para a Austrália ainda.

Até lá, apenas aproveite essas imagens maravilhosas e maravilhe-se com os tesouros que o Universo nos mostra.

Phil Plait

Fontes

ESA/Hubble: Blue bubble in Carina

Bad Astronomy: A Blue Bubble That Isn’t por Phil Plait

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