Explorando a Nebulosa Carina

Quando os astrônomos querem observar todos os estágios do nascimento e morte das estrelas na galáxia Via Láctea, muitas vezes voltam o olhar para a poderosa nebulosa Carina, no coração da constelação de Carina. É muitas vezes referida como a Nebulosa Buraco da Fechadura devido à sua região central em forma de buraco da fechadura. Segundo todos os padrões, essa nebulosa de emissão (chamada porque emite luz) é uma das maiores que pode ser observada na Terra, superando a Nebulosa de Órion na constelação de Orion. Essa vasta região de gás molecular não é bem conhecida dos observadores no hemisfério norte, pois é um objeto de céu do sul. Encontra-se no pano de fundo da nossa galáxia e quase parece se misturar com a faixa de luz que se estende pelo céu.

Desde a sua descoberta, essa gigantesca nuvem de gás e poeira fascinou os astrônomos. Fornece-lhes um local de parada para estudar os processos que formam, moldam e finalmente destroem estrelas em nossa galáxia.

A nebulosa Carina faz parte do braço Carina-Sagitário da Via Láctea. Nossa galáxia tem a forma de uma espiral, com um conjunto de braços em espiral em torno de um núcleo central. Cada conjunto de armas tem um nome específico.

A distância para a nebulosa Carina é algo entre 6.000 e 10.000 anos-luz de distância de nós. É muito extenso, abrangendo cerca de 230 anos-luz de espaço e é um lugar bastante movimentado. Dentro de seus limites, há nuvens escuras onde se formam estrelas recém-nascidas, aglomerados de jovens estrelas quentes, velhas estrelas moribundas e restos de gigantes estelares que já explodiram como supernovas. Seu objeto mais famoso é a estrela variável azul luminosa Eta Carinae.

A Nebulosa de Carina foi descoberta pelo astrônomo Nicolas Louis de Lacaille em 1752. Ele observou pela primeira vez na África do Sul. Desde então, a nebulosa expansiva tem sido estudada intensamente por telescópios terrestres e espaciais. Suas regiões de nascimento e morte estelar são alvos tentadores para o telescópio espacial Hubble, o Telescópio Espacial Spitzer, o Observatório de Raios-X Chandra e muitos outros.

O processo de nascimento de estrelas na nebulosa Carina segue o mesmo caminho que em outras nuvens de gás e poeira em todo o universo. O principal ingrediente da nebulosa - gás hidrogênio - compõe a maioria das nuvens moleculares frias da região. O hidrogênio é o principal bloco de construção de estrelas e se originou no Big Bang há cerca de 13,7 bilhões de anos atrás. Em toda a nebulosa, existem nuvens de poeira e outros gases, como oxigênio e enxofre.

A nebulosa está repleta de nuvens escuras frias de gás e poeira chamadas glóbulos de Bok. Eles são nomeados pelo Dr. Bart Bok, o astrônomo que descobriu o que eram. É aqui que ocorrem as primeiras agitações do nascimento de estrelas, escondidas da vista. Esta imagem mostra três dessas ilhas de gás e poeira no coração da nebulosa Carina. O processo de nascimento de estrelas começa dentro dessas nuvens como gravidade puxa o material para o centro. À medida que mais gás e poeira se juntam, as temperaturas aumentam e um jovem objeto estelar (YSO) nasce. Depois de dezenas de milhares de anos, a protoestrela no centro está quente o suficiente para começar a fundir hidrogênio em seu núcleo e começa a brilhar. A radiação da estrela recém-nascida consome a nuvem de nascimento, destruindo-a completamente. A luz ultravioleta de estrelas próximas também esculpe os viveiros de estrelas. O processo é chamado de fotodissociação e é um subproduto do nascimento de estrelas.

Dependendo da quantidade de massa que há na nuvem, as estrelas nascidas dentro dela podem estar em torno da massa do Sol - ou muito, muito maiores. A Nebulosa Carina tem muitas estrelas muito massivas, que queimam muito calor e brilho e vivem vidas curtas de alguns milhões de anos. Estrelas como o Sol, que é mais uma anã amarela, podem viver bilhões de anos. A Nebulosa Carina tem uma mistura de estrelas, todos nascidos em lotes e espalhados pelo espaço.

À medida que as estrelas esculpem as nuvens de gás e poeira, elas criam formas incrivelmente bonitas. Na nebulosa Carina, existem várias regiões que foram escavadas pela ação da radiação de estrelas próximas.

Um deles é a Montanha Mística, um pilar de material formador de estrela que se estende por três anos-luz de espaço. Vários "picos" na montanha contêm estrelas recém-formadas que estão saindo, enquanto estrelas próximas moldam o exterior. No topo de alguns dos picos existem jatos de material que fluem para longe das estrelas-bebê escondidas dentro. Dentro de alguns milhares de anos, esta região abrigará um pequeno aglomerado aberto de jovens estrelas quentes dentro dos limites maiores da nebulosa Carina. Há muitos aglomerados de estrelas (associações de estrelas) na nebulosa, que fornece aos astrônomos uma visão das maneiras pelas quais as estrelas são formadas juntas na galáxia.

O enorme aglomerado de estrelas chamado Trumpler 14 é um dos maiores aglomerados da nebulosa Carina. Ele contém algumas das estrelas mais massivas e quentes da Via Láctea. O Trumpler 14 é um aglomerado de estrelas aberto que comporta um grande número de jovens estrelas quentes e luminosas empacotadas em uma região com cerca de seis anos-luz de diâmetro. Faz parte de um grupo maior de jovens estrelas quentes, chamado de associação estelar Carina OB1. Uma associação de OB é uma coleção de 10 a 100 estrelas quentes, jovens e massivas, que ainda estão agrupadas após o nascimento.

A associação Carina OB1 contém sete grupos de estrelas, todos nascidos na mesma época. Ele também tem uma estrela enorme e muito quente chamada HD 93129Aa. Astrônomos estimam que seja 2,5 milhões de vezes mais brilhante que o sol e é uma das mais jovens das grandes estrelas quentes do aglomerado. O próprio Trumpler 14 tem apenas meio milhão de anos. Por outro lado, o aglomerado de estrelas das Plêiades em Touro tem cerca de 115 milhões de anos. As jovens estrelas do aglomerado Trumpler 14 enviam ventos furiosamente fortes através da nebulosa, o que também ajuda a esculpir as nuvens de gás e poeira.

À medida que as estrelas do Trumpler 14 envelhecem, elas estão consumindo seu combustível nuclear em um ritmo prodigioso. Quando o hidrogênio acabar, eles começarão a consumir hélio em seus núcleos. Eventualmente, eles ficarão sem combustível e entrarão em colapso. Eventualmente, esses monstros estelares maciços explodirão em tremendas explosões catastróficas chamadas "explosões de supernova"As ondas de choque dessas explosões enviarão seus elementos para o espaço. Esse material irá enriquecer as gerações futuras de estrelas a serem formadas na Nebulosa Carina.

Curiosamente, embora muitas estrelas já tenham se formado dentro do aglomerado aberto Trumpler 14, ainda restam algumas nuvens de gás e poeira. Um deles é o glóbulo preto no centro esquerdo. Pode muito bem estar alimentando mais algumas estrelas que acabarão corroendo sua crença e brilhando em algumas centenas de milhares de anos.

Não muito longe do Trumpler 14 está o enorme aglomerado de estrelas chamado Trumpler 16 - também parte da associação Carina OB1. Como sua contraparte ao lado, esse aglomerado aberto está repleto de estrelas que vivem rapidamente e morrem jovens. Uma dessas estrelas é a variável azul luminosa chamada Eta Carinae.

Esta estrela maciça (uma de par binário) vem passando por agitações como um prelúdio para sua morte em uma enorme explosão de supernova chamada hipnova, em algum momento nos próximos 100.000 anos. Na década de 1840, ela se tornou a segunda estrela mais brilhante do céu. Em seguida, escureceu por quase cem anos antes de começar um brilho lento na década de 1940. Mesmo agora, é uma estrela poderosa. Ele irradia cinco milhões de vezes mais energia que o Sol, enquanto se prepara para sua eventual destruição.

A segunda estrela do par também é muito massiva - cerca de 30 vezes a massa do Sol - mas está oculta por uma nuvem de gás e poeira ejetada por sua principal. Essa nuvem é chamada "o Homúnculo" porque parece ter uma forma quase humanóide. Sua aparência irregular é um mistério; ninguém sabe ao certo por que a nuvem explosiva ao redor do Eta Carinae e seu companheiro tem dois lóbulos e é amarrada no meio.

Quando Eta Carinae empurra sua pilha, ele se torna o objeto mais brilhante do céu. Durante muitas semanas, ele desaparecerá lentamente. Restos da estrela original (ou de ambas as estrelas, se ambas explodirem) surgirão em ondas de choque nebulosa. Eventualmente, esse material se tornará o alicerce de novas gerações de estrelas em um futuro distante.

Os observadores do céu que se aventuram nas regiões sul do hemisfério norte e em todo o hemisfério sul podem facilmente encontrar a nebulosa no coração da constelação. É muito perto da constelação de Crux, também conhecida como Southern Cross. A Nebulosa Carina é um bom objeto a olho nu e fica ainda melhor ao olhar através de binóculos ou um pequeno telescópio. Observadores com telescópios de bom tamanho podem gastar muito tempo explorando os aglomerados Trumpler, o Homunculus, Eta Carinae e a região Keyhole, no coração da nebulosa. A nebulosa é melhor visualizada durante o hemisfério sul meses de verão e início do outono (inverno do hemisfério norte e início da primavera).

Para observadores amadores e profissionais, a Nebulosa de Carina oferece a chance de ver regiões semelhantes à que deu origem ao nosso próprio Sol e aos planetas bilhões de anos atrás. O estudo das regiões do nascimento de estrelas nesta nebulosa fornece aos astrônomos mais informações sobre o processo de nascimento e as maneiras pelas quais as estrelas se agrupam após o nascimento.

Em um futuro distante, os observadores também assistirão como uma estrela no centro da nebulosa explode e morre, completando o ciclo da vida estelar.