Esta galeria de imagens de ventos estelares em torno de estrelas velhas e frias mostra uma variedade de morfologias, incluindo discos, cones e espirais. A cor azul representa o material que vem na nossa direção; o vermelho é material que se move para longe de nós.
Crédito: L. Decin, ESO/ALMA
Astrónomos apresentaram uma explicação para as formas hipnotizantes das nebulosas planetárias. A descoberta é baseada num extraordinário conjunto de observações de ventos estelares em torno de estrelas envelhecidas.
Ao contrário do consenso comum, a equipa descobriu que os ventos estelares não são esféricos, mas têm um formato semelhante ao das nebulosas planetárias. A equipa conclui que a interação com uma estrela ou exoplaneta acompanhante molda tanto os ventos estelares quanto as nebulosas planetárias. Os resultados foram publicados na revista Science.
As estrelas moribundas incham e arrefecem para eventualmente se tornarem gigantes vermelhas. Produzem ventos estelares, fluxos de partículas que a estrela expele, o que faz com que percam massa. Tendo em conta que faltavam observações detalhadas, os astrónomos sempre assumiram que estes ventos eram esféricos, como as estrelas que rodeiam. À medida que a estrela evolui mais, ela aquece novamente e a radiação estelar faz com que as camadas ejetadas de material estelar em expansão brilhem, formando uma nebulosa planetária.
Durante séculos, os astrónomos estiveram no "escuro" no que toca à variedade extraordinária de formas coloridas das nebulosas planetárias que foram observadas. Todas as nebulosas parecem ter uma certa simetria, mas quase nunca são redondas. "O Sol - que antes do fim se tornará uma gigante vermelha - é redondo como uma bola de bilhar, por isso perguntámo-nos: como é que uma estrela pode produzir todas estas formas diferentes?" diz a autora Leen Decin (Universidade Católica de Leuven).
A sua equipa observou ventos estelares em torno de estrelas gigantes vermelhas frias com o observatório ALMA no Chile, o maior radiotelescópio do mundo. Pela primeira vez, reuniram uma coleção grande e detalhada de observações, cada uma feita usando exatamente o mesmo método. Isto foi crucial para poder comparar diretamente os dados e excluir vieses.
O que os astrónomos viram surpreendeu-os. "Notámos que estes ventos são tudo menos simétricos ou redondos," diz a professora Decin. "Alguns são bastante semelhantes em forma às nebulosas planetárias."
Os astrónomos podiam até identificar diferentes categorias de formas. "Alguns ventos estelares eram em forma de disco, outros continham espirais e, num terceiro grupo, identificámos cones." Esta é uma indicação clara de que as formas não foram criadas aleatoriamente. A equipa percebeu que outras estrelas de baixa massa, ou até mesmo planetas massivos nas proximidades da estrela moribunda, estavam a provocar os diferentes padrões. Estes companheiros são demasiado pequenos e ténues para detetar diretamente. "Assim como uma colher que usamos para misturar uma chávena de café com um pouco de leite pode criar um padrão em espiral, a companheira suga o material na sua direção enquanto gira em torno da estrela e esculpe o vento estelar," explica Decin.
A equipa colocou esta teoria em modelos e de facto: a forma dos ventos estelares pode ser explicada pelas companheiras que os rodeiam, e o ritmo no qual a estrela evoluída fria está a perder a sua massa devido ao vento estelar é um parâmetro importante. Decin: "Todas as nossas observações podem ser explicadas pelo facto de que as estrelas têm uma companheira".
Até agora, os cálculos sobre a evolução das estrelas baseavam-se na suposição de que estrelas envelhecidas como o Sol têm ventos estelares esféricos. "As nossas descobertas mudam muito. Uma vez que a complexidade dos ventos estelares não foi contabilizada no passado, qualquer estimativa anterior do ritmo de perda de massa de estrelas velhas pode estar errada até um factor de 10." A equipa está agora a fazer investigações adicionais para ver como isto pode impactar os cálculos de outras características cruciais da evolução estelar e galáctica.
O estudo também ajuda a imaginar o aspeto do Sol quando este morrer daqui a 7000 milhões de anos. "Júpiter ou mesmo Saturno - dado que têm uma massa tão grande - vão influenciar se o Sol passa os seus últimos milénios no coração de uma espiral, de uma borboleta ou de qualquer outra forma fascinante que vemos nas nebulosas planetárias de hoje," realça Decin. "Os nossos cálculos indicam que se formará uma fraca espiral no vento estelar do velho e moribundo Sol."
"Ficámos muito entusiasmados quando explorámos as primeiras imagens," diz o coautor Miguel Montargès da mesma universidade. "Cada estrela, que antes era apenas um número, tornou-se um indivíduo. Agora, para nós, têm uma identidade própria. Esta é a magia de ter observações de alta precisão: as estrelas deixam de ser apenas pontos."
O estudo faz parte do projeto ATOMIUM, que visa aprender mais sobre a física e sobre a química das estrelas velhas. "As estrelas frias e antigas são consideradas chatas, velhas e simples, mas agora provámos que não são: contam a história do que vem depois. Demorámos algum tempo para perceber que os ventos estelares podem ter a forma de pétalas de rosa (ver, por exemplo, o vento estelar de R Aquilae) mas, como disse Antoine de Saint-Exupéry disse no seu livro 'O Principezinho ': 'Foi o tempo que dedicaste à tua rosa que a fez tão importante'," conclui Decin.