Há muito que os astrónomos tentam descobrir como é que elementos como o carbono, que é essencial para a vida, se distribuem pelo Universo. Agora, o Telescópio Espacial James Webb da NASA examinou com mais pormenor uma fonte contínua de poeira rica em carbono na nossa Galáxia: Wolf-Rayet 140, um sistema de duas estrelas massivas que seguem uma órbita estreita e alongada.

Quando passam uma pela outra (dentro do ponto branco central nas imagens do Webb), os ventos estelares de cada estrela chocam entre si, o material comprime-se e forma-se poeira rica em carbono. As observações mais recentes do Webb mostram 17 conchas de poeira que brilham no infravermelho médio e que estão a expandir-se a intervalos regulares para o espaço circundante.

"O telescópio não só confirmou que estas conchas de poeira são reais, como os seus dados também mostraram que as conchas de poeira se estão a mover para fora a velocidades consistentes, revelando mudanças visíveis em períodos de tempo incrivelmente curtos", disse Emma Lieb, autora principal do novo artigo científico e estudante de doutoramento na Universidade de Denver, no estado norte-americano do Colorado.

Cada concha está a afastar-se das estrelas a mais de 2600 quilómetros por segundo, quase 1% da velocidade da luz. "Estamos habituados a pensar que os acontecimentos no espaço têm lugar lentamente, ao longo de milhões ou milhares de milhões de anos", acrescentou Jennifer Hoffman, coautora e professora na Universidade de Denver. "Neste sistema, o observatório está a mostrar que as conchas de poeira se estão a expandir de um ano para o outro".

Como um relógio, os ventos das estrelas geram poeira durante vários meses a cada oito anos, quando o par se aproxima mais durante a órbita larga e alongada. O Webb também mostra como a formação de poeira varia - procure a região mais escura no canto superior esquerdo em ambas as imagens.

Esta animação alterna entre duas observações infravermelhas do Telescópio Espacial James Webb da NASA de Wolf-Rayet 140. Em apenas 14 meses, o Webb mostrou que a poeira do sistema se expandiu. Este sistema binário emitiu mais de 17 conchas de poeira ao longo de 130 anos. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI; ciência - Emma Lieb (Universidade de Denver), Ryan Lau (NOIRLab da NSF), Jennifer Hoffman (Universidade de Denver)

As imagens do telescópio no infravermelho médio mostram conchas que persistiram durante mais de 130 anos (conchas mais antigas dissiparam-se bastante e são agora demasiado ténues para serem detetadas). Os investigadores especulam que as estrelas acabarão por gerar dezenas de milhares de conchas de poeira ao longo de centenas de milhares de anos.

"As observações no infravermelho médio são absolutamente cruciais para esta análise, uma vez que a poeira neste sistema é bastante fria. O infravermelho próximo e o visível só mostrariam as conchas mais próximas da estrela", explicou Ryan Lau, coautor e astrónomo do NOIRLab da NSF em Tuscon, Arizona, EUA, que liderou a investigação inicial deste sistema. "Com estes novos e incríveis detalhes, o telescópio também nos permite estudar exatamente quando as estrelas estão a formar poeira - quase até ao dia".

A distribuição da poeira não é uniforme. Embora isso não seja óbvio à primeira vista, o zoom nas conchas das imagens do Webb revela que alguma da poeira se "amontoou", formando nuvens amorfas e delicadas que são tão grandes como todo o nosso Sistema Solar. Muitas outras partículas individuais de poeira flutuam livremente. Cada grão é tão pequeno como um centésimo da largura de um cabelo humano. Aglomerada ou não, toda a poeira se move à mesma velocidade e é rica em carbono.

O futuro deste sistema

O que acontecerá a estas estrelas ao longo de milhões ou milhares de milhões de anos, depois de terem acabado de "pulverizar" o seu ambiente com poeira? A estrela Wolf-Rayet deste sistema é 10 vezes mais massiva do que o Sol e está a aproximar-se do fim da sua vida. No seu "ato" final, esta estrela explodirá como uma supernova - possivelmente destruindo algumas ou todas as conchas de poeira - ou colapsará num buraco negro, o que deixaria as conchas de poeira intactas.

Embora ninguém possa prever com certeza o que vai acontecer, os investigadores estão a torcer pelo cenário do buraco negro. "Uma questão importante em astronomia é: de onde vem toda a poeira do Universo?" disse Lau. "Se uma poeira rica em carbono como esta sobreviver, pode ajudar-nos a começar a responder a essa pergunta".

"Sabemos que o carbono é necessário para a formação de planetas rochosos e de sistemas solares como o nosso", acrescentou Hoffman. "É excitante ter um vislumbre de como os sistemas estelares binários não só criam poeira rica em carbono, mas também a lançam na nossa vizinhança galáctica".

Estes resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters e foram apresentados numa conferência de imprensa na 245.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em National Harbor, no estado de Maryland.

// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Wolf-Rayet 140:
Wikipedia

Estrelas Wolf-Rayet:
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
Wikipedia
Facebook
X/Twitter
Instagram
Blog do JWST (NASA)
Ciclo 3 GO do Webb (STScI)
Ciclo 3 GTO do Webb (STScI)
Ciclo 3 DDT do Webb (STScI)
NIRISS (NASA)
NIRCam (NASA)
MIRI (NASA)
NIRSpec (NASA)