Um espetáculo nos céus - a Nebulosa M16

Em uma região situada na nossa Galáxia, a cerca de 7000 anos-luz de nós, na constelação Serpens, encontramos uma das mais belas imagem de todo o Universo, a nebulosa de emissão M16. Também conhecida como Nebulosa Águia, as imagens até agora obtidas dessa impressionante nebulosa cada vez mais surpreendem os profissionais e os apaixonados por astronomia. 

A nebulosa M16, 16o objeto catalogado pelo astrônomo francês Charles Messier ao construir no século XVIII um catálogo que assinalava objetos difusos que não eram cometas, está localizada nas coordenadas ascensão reta 18h 18m 51,79s e declinação -13o 49' 54,93" e tem a dimensão máxima de cerca de 20 anos-luz. 

Vista em um telescópio de pequeno porte, e captando somente a radiação emitida na região visível do espectro eletromagnético, a nebulosa M16 já é impressionante, como podemos notar na imagem abaixo. 


Vamos agora ver a mesma região com mais detalhes. Para isso usaremos a imagem da nebulosa M16 obtida pelo telescópio de 0,9 metros de abertura localizado em Kitt Peak, Arizona, Estados Unidos. Logo percebemos que aqui são visíveis muitos mais detalhes da nebulosa M16. Por exemplo, a região brilhante que vemos no seu centro é, na verdade uma verdadeira "janela" que nos permite vislumbrar uma grande região de matéria escura ou seja, poeira interestelar que ai existe. Além disso, também podemos ver que nessa região existe um aglomerado aberto de estrelas, algumas das quais ainda estão em formação! Olhando com mais cuidado vemos que nessa cavidade existem grandes pilares e glóbulos arredondados formados por poeira interestelar e gás molecular frio. É dentro dessas nuvens de hidrogênio molecular, formadas por gás de hidrogênio molecular (dois átomos de hidrogênio em cada molécula) e poeira escura, que estrelas ainda estão se formando. Também registramos a existência de várias estrelas azuis jovens, brilhantes, totalmente visíveis, cuja intensa emissão de radiação ultravioleta além da ejeção de grandes quantidades de sua própria matéria no espaço (chamada de "vento estelar") estão afastando as paredes e os filamentos restantes de gás e poeira que ainda existem nesse local. 


Chama logo a atenção na imagem acima algumas manchas escuras que se situam bem no centro da nebulosa M16. A imagem abaixo nos mostra que ai estão localizadas regiões com grande concentração de gás e poeira interestelares, regiões essas que atrairam a atenção dos astrônomos. 


Os pilares gasosos de M16 

Vamos inicialmente analisar com um pouco de detalhe os fantásticos pilares gasosos encontrados na nebulosa M16. Inicialmente mostramos a vocês uma composição feita com imagens obtidas pelo telescópio orbital Spitzer, da NASA, e pelo Hubble Space Telescope, da NASA/ESA.


A imagem abaixo nos mostra detalhes do topo do maior pilar gasoso mostrado anteriormente. Essa estrutura escura é uma coluna de gás hidrogênio molecular e poeira e serve como uma verdadeira "incubadora" para estrelas recém nascidas. As estrelas estão imersas nas estruturas semelhantes a "dedos" que se lançam do topo do pilar gasoso. Cada um desses "dedos"é maior do que o nosso Sistema Solar inteiro! 

O pilar gasoso está sofrendo erosão causada pela intensa luz ultravioleta emitida pelas estrelas quentes vizinhas. A esse processo damos o nome de "fotoevaporação". À medida que essa erosão ocorre, pequenos glóbulos de gás especialmente denso que estão enterrados dentro dessa nuvem começam a aparecer. Por esse motivo, esses glóbulos foram chamados de "glóbulos gasosos que evaporam" ou pelas iniciais do seu nome em inglês ou seja, EGGs (evaporating gaseous globules). 

Dentro de alguns desses EGGs (mas não em todos!) existem estrelas ainda em fase embrionária. Elas crescem continuamente aumentando sua massa apartir do grande reservatório de gás que a envolve. Em algum momento esses EGGs são revelados e separados desse imenso reservatório de gás que é o próprio pilar gasoso. Neste momento a estrela que está no seu interior deixa abruptamente de crescer e, quando o próprio EGG que envolve a estrela é dissolvido pelo efeito da "fotoevaporação" a estrela aparece. 


A imagem em preto e branco mostrada abaixo permite que vejamos melhor os EGGs existentes no topo do maior pilar gasoso encontrado na nebulosa M16. 




Descobrindo os segredos dos Pilares da Criação 

As impressionantes imagens da nebulosa M16 obtidas pelo Hubble Space Telescope deixaram intrigados os astrônomos. Estaria realmente acontecendo lá o que as teorias de formação estelar nos ensinavam há algum tempo? Visando revelar os segredos ainda ocultos desta magnífica região do Universo, os astrônomos decidiram voltar os detectores de raios X do poderoso Chandra X-ray Observatory naquela direção. Ao contrário do que era mostrado pelos detectores do Hubble Space Telescope, que fotografaram a nebulosa M16 usando detectores que registravam a radiação emitida na região visível do espectro eletromagnético, os detectores do Chandra X-ray Observatory, como o próprio nome indica, iria registrar quem, naquela região, estava emitindo raios X. Estrelas em formação emitem raios X e a observação do Chandra X-ray Observatory serviria para penetrar nas imensas colunas escuras de gás e poeira que ali existem e que acreditamos serem berçarios de estrelas. A visào penetrante dos detectores do Chandra X-ray Observatory revelaria a quantidade de formação de estrelas que estaria ocorrendo dentro das majestosas estruturas gasosas da nebulosa M16, em particular nos chamados "pilares de criação". 

O resultado obtido pelo Chandra X-ray Observatory ou seja, a visão em raios X da região da nebulosa M16 próxima aos pilares gasosos é mostrada abaixo. 


Embora essa imagem não tenha o mesmo impacto visual daquela obtida pelo Hubble Space Telescope, ela é igualmente importante devido às informações que nos revela. Na verdade, essa imagem mostra uma região muito maior da nebulosa M16 do que aquelas que focalizam os pilares gaosos. Os dados completos obtidos pelos detectores do Chandra X-ray Observatory mostram a existência neste local de mais de 1000 fontes de raios X, a maioria delas estrelas jovens com massas bem próximas à do nosso Sol. Centenas dessas estrelas são visíveis próximas ao centro do aglomerado galáctico (ou aberto) jovem conhecido como NGC 6611 e que é visto na parte superior direita da imagem. Essas estrelas jovens podem ter se formado em pilares de gás e poeira que agora já estão extintos. 

Para que você possa acompanhar melhor o significado físico do que está sendo mostrado, observe o detalhe da imagem superior que é mostrado abaixo. Nele certamente você repara a existencia de objetos com as cores vermelho, verde e azul. Cada uma delas tem um significado muito importante pois representam objetos ou seja, fontes que raios X que estão emitindo essa forma de radiação eletromagnética com intensidades baixa, média e alta. E, para seu conhecimento,essa imagem é exatamente o local onde estão os famosos "pilares gasosos" da nebulosa M16! 


Superpondo a imagem obtida na região visível pelo Hubble Space Telescope com a imagem em raios X obtida pelo Chandra X-ray Observatory, temos o resultado abaixo.


Vejamos agora com mais detalhes os resultados obtidos pelo Chandra X-ray Observatory sobre a região onde etão os pilares gasosos de M16. A imagem mostrada abaixo é uma ampliação do pequeno detalhe da imagem superior onde os dados do Chandra X-ray Observatory estão superpostos à imagem obtida pelo Hubble Space Telescope. 


Analisando os dados obtidos pelo Chandra X-ray Telescope, os astrônomos verificaram que muito poucas fontes de raios X existem dentro dos pilares. Isto sugere que a nebulosa Águia (ou M16) pode já ter ultrapassado sua fase principal de formação de estrelas uma vez que estrelas jovens são conhecidas fontes brilhantes em raios X. Entretanto, foram encontrados dois objetos fortes emissores de raios X próximos às extremidades dos pilares. Uma delas é uma estrela jovem com cerca de 4 a 5 vezes a massa do Sol, e que podemos ver como uma fonte azul próxima à extremidade do pilar da esquerda. A outra fonte emissora em raios X é uma estrela de pequena massa localizada próxima ao topo do outro pilar. Essa estrela é tão fraca que não está visível nesta imagem composta.


Um resultado interessante obtido pelo Chandra X-ray Observatory sobre esses pilares gasosos é o fato de que não foi detectada emissão de raios X a partir de qualquer um dos chamados "glóbulos gasosos que evaporam" ou EGGs (evaporating gaseous globules). Os EGGs são regiões compactas e densas de gás interestelar onde os astrônomos acreditam que estrelas estão se formando. A ausência de raios X proveniente desses EGGs pode ser interpretada significando que a maioria dos EGGs, ao contrário doq ue se pensava, não contém estrelas ocultadas pelo seu gás. No entanto, observações feitas usando detectores que coletam radiação emitida na região espectral infravermelha mostrou que 11 dos 73 EGGs existentes nessa região contém objetos estelares não desenvolvidos e 4 deles possuem massa suficiente para formar uma estrela. Pode ser que as estrelas imersas nestes 4 EGGs sejam jovens demais e ainda não tenham condições de gerar raios X. Na imagem acima está assinalado um desses 4 EGGs, chamado de E42, que estima-se ter aproximadamente a massa do Sol e que poderia estar passando por um dos primeiros estágios de evolução semelhante ao que foi percorrido pelo nosso Sol durante a sua formação. 

Um impressionante pilar gasoso 

A imagem abaixo, obtida em novembro de 2004 com a Advanced Camera for Surveys (ACS) a bordo do Hubble Space Telescope, o excepcionalmente bem sucedido telescópio espacial da National Aeronautics and Space Administration (NASA) e da European Space Agency (ESA), nos revela uma das mais formidáveis imagens de uma região da nebulosa M16. 


Essa imensa torre de aspecto revolto, formada por gás e poeira interestelares, possui cerca de 9,5 anos-luz de comprimento ou seja, cerca de 90 trilhões de quilômetros. Se você lembrar que a distância entre o Sol e a estrela mais próxima de nós, Alpha Centauri, é de cerca de 4,5 anos-luz impressione-se com o fato de que esse pilar gasoso tem o dobro deste valor (como distração localize essa torre na segunda ou quarta imagem mostrada desde o início desse texto). 

As estrelas existentes na nebulosa M16 nasceram nas nuvens de gás hidrogênio, bastante frio, que se localizam nessas vizinhanças caóticas e é a energia proveniente dessas estrelas jovens que esculpe no gás ali existente "paisagens" dignas de qualquer cenário de fantasia tais como os pilares que já descrevemos e essa gigantesca torre gasosa. 

A torre gasosa aqui mostrada, assim como os outros pilares gasosos existentes na nebulosa M16, pode ser uma incubadora gigantesca para estrelas recém-nascidas. No caso dessa torre gasosa, um enorme fluxo de radiação ultravioleta proveniente de um grupo de estrelas jovens, quentes e de grande massa (que estão além do topo da imagem) está lentamente destruindo o pilar gasoso. 

A luz estelar também é responsável por iluminar a superfície irregular desta torre gasosa. Feixes gasosos, de caráter quase fantasmagóricos, podem ser vistos "borbulhando" nesta superfície, criando algo parecido com um nevoeiro que vemos em torno dessa estrutura e destacando sua forma tri-dimensional. Esta coluna gasosa destaca-se contra o brilho de fundo que é produzido pelo gás que está situado bem mais distante. 

A borda da nuvem escura de hidrogênio existente no topo desta torre gasosa está resistindo à erosão provocada pela radiação ultravioleta emitida por estrelas azuis jovens. Nuvens espessas de gás hidrogênio e poeira sobreviverão mais tempo do que as nuvens menos densas que estão em suas vizinhanças em presença das rajadas de luz ultravioleta emitidas por estrelas jovens e quentes que estão próximas. 

Muito importante é o fato de que, dentro desta torre gasosa, pode estar ocorrendo a formação de estrelas. Algumas dessas estrelas podem ter sido criadas quando regiões de gás denso colapsaram sob sua própria gravidade. Entretanto, outras estrelas podem estar se formando devido à pressão gerada pelo gás que foi aquecido pelas estrelas quentes dessa vizinhança (esse gás é literalmente "empourrado" pela radiação ultravioleta estelar, comprimindo o gás vizinho, o que pode resultar na formação de estrelas).

A primeira onda de formação de estrelas nessa região pode ter ocorrido antes que o aglomerado estelar de grande massa existente na nebulosa M16 tenha começado a liberar sua luz muito quente. O nascimento de estrelas pode ter começado quando regiões mais densas de gás frio localizadas dentro da torre gasosa começaram a colapsar sob seu próprio peso para dar origem a estrelas. 

Os "inchaços" e "dedos" de matéria que vemos no centro da torre gasosa são exemplos dessas áreas de nascimento estelar. A primeira vista essas regiões podem parecer pequenas mas elas têm aproximadamente o tamanho do nosso Sistema Solar! As estrelas recém nascidas continuam a crescer à medida que se alimentam da nuvem de gás que as circunda. Quando a luz emitida pelo aglomerado estelar dissipar o gás que envolve essas estrelas, revelando seus berços gasosos e separando-as da fonte que fornecia gás a elas ou seja, a nuvem gasosa que as envolvia, seu crescimento irá parar abruptamente. 

No entanto, a luz estelar intensa emitida pelo aglomerado estelar jovem pode estar induzindo a formação de estrelas em algumas regiões da torre gasosa. Exemplos podem ser vistos nos agrupamentos grandes e luminosos e protuberâncias com a forma de "dedos" presentes no topo dessa estrutura gasosa. As estrelas do aglomerado podem estar aquecendo o gás no topo da torre gasosa e criando uma frente de choque, que pode ser vista como a borda brilhante de matéria que delineia a borda da nebulosa na parte esquerda superior. À medida que o gás aquecido se expande, ele age empurrando matéria contra o gás frio mais escuro. A intensa pressão comprime o gás, fazendo a formação de estrelas um processo mais fácil. Este cenário pode continuar à medida que a frente de choque se move lentamente ao longo da torre. 

As cores dominantes na imagem foram produzidas por gás energizado pela poderosa luz ultravioleta do aglomerado estelar. A cor azul no topo da imagem é do oxigênio brilhante. O vermelho na região mais baixa é do hidrogênio brilhante.

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