Campos magnéticos colimam jactos de estrela moribunda

2006-03-07

Impressão artística da estrela W43A, mostrando os jactos gémeos a serem colimados pelos campos magnéticos (representados pelas linhas de campo amarelas). Crédito: JBO.
Uma equipa de astrónomos descobriu, graças aos dados obtidos pelos radiotelescópios do VLBA
Very Large Baseline Array (VLBA)
O VLBA é um sistema de dez radiotelescópios, espalhados pelos EUA continental e os seus territórios nas Ilhas Virgens e no Havai. Os radiotelescópios podem operar simultaneamente e são controlados remotamente em Socorro (Novo México). Cada estação do VLBA consiste numa antena com um prato de 25 m e um edifício de controlo. O VLBA é operado pela NRAO (National Radio Astronomy Observatory).
(NRAO
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
O NRAO é o Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA e opera vários radiotelescópios, como o VLA, o VLBA, o GBT, o EVLA e o ALMA.
), que as moléculas
molécula
Uma molécula é a unidade mais pequena de um composto químico, sendo constituída por um ou mais átomos, ligados entre si pelas interacções dos seus electrões.
expelidas por uma estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
na fase final da sua vida são colimadas em jactos estreitos pela acção de campos magnéticos
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
. A estrela estudada é W43A, uma velha estrela situada a 8500 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da Terra, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
da Águia, que se encontra a evoluir para uma nebulosa planetária
nebulosa planetária
As nebulosas planetárias são nebulosas formadas por camadas de gás expelido por estrelas de pequena massa, que terminaram a sua fase de estrela gigante vermelha e se encontram no fim da sua vida. No centro da nebulosa planetária, a estrela transforma-se numa anã branca quente e é a radiação que emite que faz a nebulosa brilhar. As nebulosas planetárias não têm nada a ver com planetas, mas obtiveram o seu nome porque quando observadas através de um pequeno telescópio, se assemelham a um disco de um planeta.
.

Em 2002, os astrónomos descobriram que esta estrela estava a expelir dois jactos gémeos de moléculas de água, o que constituiu um avanço no conhecimento do número de nebulosas planetárias que adquirem formas alongadas. A pergunta que se colocava a seguir era a seguinte: o que confinava o material expelido em jactos estreitos? A teoria suspeitava que seriam campos magnéticos, mas só agora foi possível obter uma evidência directa de que assim é. Os campos magnéticos já tinha sido previamente detectados em jactos emitidos por quasares
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
e protoestrelas, mas as provas conclusivas de que eram eles os responsáveis pela colimação dos jactos ainda não tinham sido obtidas.

Utilizando o VLBA para estudarem o alinhamento, ou polarização, das ondas de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
emitidas pelas moléculas de água nos jactos, os cientistas foram capazes de determinar a intensidade e a orientação do campo magnético que rodeava os jactos. As observações apoiam os modelos teóricos recentes, que dizem que os jactos confinados magneticamente produzem as formas, por vezes complexas, que se observam nas nebulosas
nebulosa
Uma nebulosa é uma nuvem de gás e poeira interestelares.
planetárias.

Durante o período dito “normal” da sua vida, as estrelas semelhantes ao Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
são suportadas pela fusão nuclear
fusão nuclear
A fusão nuclear é o processo pelo qual as reacções nucleares entre núcleos atómicos leves formam núcleos atómicos mais pesados (até ao elemento ferro). No caso em que os núcleos pertencem a elementos com número atómico pequeno, este processo liberta grandes quantidades de energia. A energia libertada corresponde a uma perda de massa, de acordo com a famosa equação E=mc2 de Einstein. As estrelas geram a sua energia através da fusão nuclear.
dos átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
de hidrogénio existentes nos seus núcleos. Quando se aproximam do final das suas vidas, começam a expulsar as suas atmosferas
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
exteriores e eventualmente entram em colapso, transformando-se em anãs brancas
anã branca
Uma anã branca, sendo o núcleo exposto de uma gigante vermelha, é uma estrela degenerada muito densa na qual se encontra esgotada qualquer fonte de energia termonuclear. As anãs brancas, que constituem uma fase final da evolução das estrelas de pequena massa, representam cerca de 10 % das estrelas da nossa galáxia, e são por isso muito comuns. O nosso Sol passará um dia pela fase de anã branca, altura em que terá um diâmetro de apenas 10 000 km.
, sensivelmente do tamanho da Terra. A radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
ultravioleta
ultravioleta
O ultravioleta á a banda do espectro electromagnético que cobre a gama de comprimentos de onda entre os 91,2 e os 350 nanómetros. Esta radiação é largamente bloqueada pela atmosfera terrestre.
intensa emitida por uma anã branca faz com que o gás expelido previamente brilhe, produzindo uma nebulosa planetária. Os astrónomos acreditam que W43A está a passar por uma mudança de fase que irá dar origem a uma nebulosa planetária e que esta mudança de fase só está provavelmente a acontecer há alguma décadas. Por esta razão, W43A oferece aos astrónomos uma rara oportunidade de observarem o processo.

As estrelas que produzem nebulosas planetárias são naturalmente esféricas. Porém, não é esférica a forma que se observa na maioria das nebulosas planetárias, que se apresentam com configurações bem mais complexas, muitas delas alongadas. Quando os jactos de W43A foram descobertos, foi revelado um mecanismo que pode produzir as formas alongadas. As últimas observações irão ajudar os cientistas a compreender os mecanismos que produzem os jactos.

As moléculas de água observadas estão em regiões situadas a cerca de 161 mil milhões de quilómetros da velha estrela, onde amplificam as ondas de rádio com uma frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
de 22 gigahertz. Estas regiões são denominadas masers
Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (MASER)
A palavra MASER designa uma amplificação de microondas por emissão estimulada de radiação. O princípio físico por trás deste fenómeno é a emissão estimulada: sob certas condições, um fotão atinge um átomo excitado e provoca a emissão de um fotão. O átomo emite dois fotões: o fotão estimulador, que passa incólume, e o fotão estimulado, que tem o mesmo comprimento de onda, a mesma fase, a mesma polarização e a mesma direcção de propagação que o fotão estimulador. Se cada um destes fotões estimular mais átomos, o feixe inicial de fotões é assim amplificado. O primeiro MASER de laboratório foi construído em 1953, mas os MASERs também ocorrem na natureza: o primeiro MASER cósmico foi observado em 1965.
porque amplificam a radiação de microondas
microondas
A região do espectro electromagnético, no domínio do rádio, com comprimento de onda entre aproximadamente 1 mm e 30 cm (equivalente ao intervalo de frequências entre 300 GHz e 1 GHz) é a região das microondas.
da mesma forma que o laser
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)
A palavra LASER designa uma amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. O princípio físico por trás deste fenómeno é a emissão estimulada: sob certas condições, um fotão atinge um átomo excitado e provoca a emissão de um fotão. O átomo emite dois fotões: o fotão estimulador, que passa incólume, e o fotão estimulado, que tem o mesmo comprimento de onda, a mesma fase, a mesma polarização e a mesma direcção de propagação que o fotão estimulador. Se cada um destes fotões estimular mais átomos, o feixe inicial de fotões é assim amplificado.
amplifica a radiação luminosa. As primeiras observações já tinham mostrado que os jactos saem da estrela em espiral, indicando que o que quer que seja que os está a ejectar está em rotação lenta.

Os resultados desta descoberta foram publicados na Nature, a 2 de Março de 2006, por Wouter H. T. Vlemmings e Philip J. Diamond (Jodrell Bank Observatory
Jodrell Bank Observatory
O observatório de Jodrell Bank pertence ao Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Manchester, no Reino Unido. Está localizado nas planícies do Cheshire, em Macclesfield, perto da cidade de Manchester. Trata-se de um observatório dedicado à radioastronomia, cuja história começa em 1945 quando Sir Bernard Lovell foi para a Universidade de Manchester para observar raios cósmicos. O principal telescópio deste observatório, o telescópio Lovell, é o terceiro maior radiotelescópio manobrável do mundo, com um diâmetro de 74 m.
da Universidade de Manchester, R.U.) e Hiroshi Imai (Universidade de Kagoshima, Japão).

Fonte da notícia: http://www.jb.man.ac.uk/news/starjets/