Apesar de sua vida operacional ter se encerrado no final do ano passado, os dados captados pelo Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA, na sigla em inglês), instalado a bordo do Boeing 747 especialmente adaptado da NASA, continuam gerando frutos para a comunidade científica pelo mundo.
Segundo informou a NASA, um artigo publicado recentemente no The Astronomical Journal, mostra que pesquisadores usaram dados do SOFIA e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), bem como dados de arquivo do Spitzer Space Telescope e do Observatório Herschel Space, para estudar a Nebulosa da Hélice e seu possível sistema planetário destruído.
Uma vez que uma estrela evolui além da sequência principal (o estágio mais longo da evolução estelar, durante o qual a radiação gerada pela fusão nuclear no núcleo de uma estrela é equilibrada pela gravidade), o destino de qualquer sistema planetário que a estrela possa ter é um enigma.
Os astrônomos geralmente não sabem o que acontece com os planetas além desse ponto, ou se eles podem sobreviver, porém, as novas observações da Nebulosa da Hélice fornecem uma possível explicação para o destino dos restos planetários.
A Nebulosa da Hélice é uma antiga nebulosa planetária – gás brilhante e em expansão ejetado de sua estrela hospedeira após o término de sua vida na sequência principal. A nebulosa tem uma anã branca muito jovem em seu centro, mas essa anã branca central é peculiar. Ele emite mais radiação infravermelha do que o esperado. Para responder à questão de onde vem esse excesso de emissão, os astrônomos primeiro determinaram de onde ela não poderia ter vindo.
Colisões entre planetesimais (objetos pequenos e sólidos formados a partir de poeira cósmica remanescente da criação de um sistema planetário em torno de uma estrela) podem produzir esse tipo de emissão excessiva, mas o SOFIA e o ALMA não conseguiram ver os grandes grãos de poeira necessários para que esses objetos existam, descartando uma opção.
Os astrônomos também não encontraram nenhuma das moléculas de monóxido de carbono ou monóxido de silício características dos discos de gás que podem envolver sistemas estelares pós-sequência principal em evolução, que precedem objetos como a Nebulosa da Hélice, excluindo outra explicação potencial.
Diferentes linhas de evidência colocam restrições estritas sobre o tamanho, estrutura e órbita da fonte da emissão e, eventualmente, se unem para identificar o mesmo culpado: poeira (de planetas totalmente desenvolvidos destruídos durante a formação da nebulosa) retornando para suas regiões internas.
“Ao juntar o tamanho e a forma do excesso de emissão, e o que essas propriedades inferem em relação aos grãos de poeira no ambiente da anã branca, concluímos que um sistema planetário interrompido é a melhor solução para a questão de como o excesso de infravermelho da Nebulosa da Hélice foi criado e mantido”, disse Jonathan Marshall, principal autor do artigo e pesquisador da Academia Sinica em Taiwan.
Função do SOFIA
As capacidades do SOFIA se encaixaram em uma lacuna entre as observações anteriores do Spitzer e do Herschel, permitindo ao grupo entender a forma e o brilho da poeira e melhorando a resolução de até onde ela se espalha.
“Essa lacuna estava em torno de onde esperávamos que a emissão de poeira atingisse o pico”, disse Marshall. “Definir a forma da emissão de poeira é vital para restringir as propriedades dos grãos de poeira que produzem essa emissão, então a observação do SOFIA ajudou a refinar nossa compreensão.”
Embora os pesquisadores não estejam planejando nenhuma observação de acompanhamento da Nebulosa da Hélice em particular, este estudo é parte de um esforço maior para usar observações para entender o que acontece com os sistemas planetários quando sua estrela evolui além da sequência principal. O grupo espera estudar outras estrelas em estágio avançado usando técnicas semelhantes.
Histórico do SOFIA e o Boeing 747
SOFIA foi um projeto conjunto da NASA e da Agência Espacial Alemã no Centro Aeroespacial Alemão (DLR).
O DLR forneceu o telescópio, a manutenção programada da aeronave e outros suportes para a missão, enquanto o Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia, gerenciou o programa SOFIA, a ciência e as operações de missão em cooperação com a Universities Space Research Association, com sede em Columbia, Maryland, e o Instituto Alemão SOFIA da Universidade de Stuttgart.
O avião, o Boeing 747SP de matrícula N747NA, especialmente modificado para abrigar o telescópio e permitir seu uso em pleno voo, foi mantido e operado pelo Armstrong Flight Research Center da NASA, em Palmdale, Califórnia.
O SOFIA alcançou capacidade operacional total em 2014 e efetuou seu voo científico final em 29 de setembro de 2022.
