Gelo Seco Detectado Pela Primeira Vez em Nebulosa Planetária com o Telescópio Espacial James Webb

Uma equipe internacional de astrônomos fez uma descoberta inédita ao identificar gelo seco, ou dióxido de carbono congelado, na complexa nebulosa planetária NGC 6302, conhecida como Nebulosa da Borboleta. Utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), esta é a primeira vez que a presença de gelo seco é confirmada em uma nebulosa planetária. Os resultados detalhados foram publicados em 25 de fevereiro em um artigo no servidor de pré-impressão arXiv, marcando um avanço significativo na compreensão da química em ambientes estelares evoluídos.

Nebulosas planetárias (PNe) são vastas conchas de gás e poeira em expansão, expelidas por estrelas durante suas fases evolutivas, desde estrelas da sequência principal até gigantes vermelhas ou anãs brancas. Apesar de sua relativa raridade, elas são cruciais para os astrônomos que investigam a composição do meio interestelar (ISM).

A Intrigante Química da Nebulosa da Borboleta

A NGC 6302, também chamada de Nebulosa da Borboleta ou Nebulosa do Inseto, é uma nebulosa planetária bipolar localizada a aproximadamente 3.400 anos-luz de distância na constelação de Escorpião. Com um raio mínimo de 1,5 anos-luz, ela se caracteriza por lóbulos bipolares brilhantes, orientados leste-oeste, que são separados por um massivo toro de poeira.

Observações anteriores da NGC 6302 já haviam revelado a presença do cátion metil (CH3+), um elemento fundamental para a química orgânica, e uma ampla distribuição de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Essas descobertas indicavam um ambiente propício a processos químicos complexos, transformando a NGC 6302 em um laboratório astrofísico ideal para explorar as complexas vias químicas em nebulosas planetárias. Motivados por isso, um grupo de astrônomos liderado por Charmi Bhatt, da Universidade de Western Ontario, Canadá, decidiu investigar mais a fundo sua composição química, utilizando o Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST.

A Descoberta Sem Precedentes do Gelo de Dióxido de Carbono

As observações, realizadas com o espectrômetro de média resolução (MRS) do MIRI, focaram na estrela central, no toro e na região mais interna dos lóbulos bipolares. Elas revelaram características de absorção claras na faixa de 14,8 a 15,2 µm, que correspondem ao dióxido de carbono na fase gasosa. Investigações adicionais confirmaram duas assinaturas-chave do gelo seco no toro de poeira da NGC 6302: uma absorção rasa e ampla entre 14,9 e 15,15 µm, e uma segunda absorção entre 15,2 e 15,3 µm.

Esta é a primeira vez que uma espécie de gelo mais volátil que a água é detectada em qualquer nebulosa planetária. Embora gelos moleculares sejam comuns em ambientes frios e protegidos, como nuvens moleculares densas, invólucros de objetos estelares jovens (YSOs) e discos protoplanetários, os ambientes das PNe são geralmente hostis a moléculas e gelos frágeis devido à intensa irradiação ultravioleta. Essa detecção, portanto, é considerada única.

Implicações para a Química Estelar Evoluída

Os dados revelaram que a razão gás-gelo na NGC 6302 difere significativamente daquelas observadas em YSOs. Isso sugere um mecanismo distinto de formação ou processamento de gelo em ambientes estelares evoluídos. A equipe de estudo enfatiza a necessidade de futuras observações com alta resolução espacial de nebulosas planetárias. Tais estudos seriam essenciais para restringir suas vias químicas, a estrutura de temperatura e os mecanismos de processamento de gelo, ajudando a determinar se a química do gelo é um fenômeno comum em toros densos de PNe.

Fonte: https://phys.org