Ao contrário do que o seu nome possa dar a entender, as nebulosas planetárias não envolvem planetas. Como explica a Agência Espacial Europeia (ESA), este tipo de nebulosa é formado quando estrelas com massas entre 0,8 e 8 vezes superiores às do Sol se aproximam da morte, libertando para o Espaço grande parte do material que as compõe.

Embora esta seja uma “breve” fase, durando cerca de 20 mil anos, pode dar origem a formas deslumbrantes, como a da Nebulosa da Borboleta. Descrita como uma nebulosa planetária bipolar, a protagonista das novas imagens do James Webb conta com dois lóbulos que se expandem em direções opostas, formando uma espécie de “asas”.

O “corpo” da borboleta é, na verdade, composto por uma faixa de gás e poeira espacial em forma de donut,  que esconde a estrela central desta nebulosa. A imagem captada pelo telescópio James Webb foca-se no centro da nebulosa, apresentando uma visão da sua estrutura complexa.

Tek James Webb / ALMA nebulosa da borboleta
Tek James Webb / ALMA nebulosa da borboleta ESA/Webb, NASA & CSA, M. Matsuura, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, M. Zamani (ESA/Webb)

De acordo com a ESA, a imagem usa dados do instrumento Mid-InfraRed (MIRI), recolhidos através de um modo específico que combina a câmara com um espectrógrafo para captar imagens de diferentes comprimentos de onda ao mesmo tempo. As observações foram complementadas com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Ao analisarem os dados recolhidos pelo telescópio James Webb, uma equipa de investigadores identificou quase 200 linhas espectrais, cada uma com informação sobre os átomos e moléculas presentes na nebulosa. As linhas revelam estruturas interligadas, mapeadas por diferentes elementos.

Os investigadores, que publicaram as suas conclusões num artigo na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical, conseguiram também detetar a estrela central da Nebulosa da Borboleta, que aquece uma nuvem de poeira, que até agora era desconhecida, à sua volta, fazendo com que brilhe intensamente nos comprimentos de onda do infravermelho médio, aos quais o MIRI é particularmente sensível.

Até agora, os cientistas não tinham conseguido determinar a localização da estrela com precisão, uma vez que a poeira espacial que a envolve a torna “invisível” nos comprimentos de onda óticos.

Com uma temperatura de 220.000 Kelvin, esta é uma das estrelas centrais mais quentes que se conhecem numa nebulosa planetária da nossa galáxia. O calor emitido pela estrelas é o que faz a Nebulosa da Borboleta brilhar, no entanto, parte desta energia pode estar a ser canalizada pela faixa densa de poeira que a rodeia.

Esta faixa é composta por minerais cristalinos, como quartzo, e por grãos de poeira maiores do que o habitual, indicam os novos dados recolhidos pelo James Webb. Fora dela, a emissão de diferentes átomos e moléculas tem uma estrutura diferente, com os iões que precisam de mais energia a estarem próximos do centro.

Curiosamente, os investigadores também identificaram moléculas de carbono, conhecidas como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs, em inglês). Na Terra, esta moléculas podem ser encontradas, por exemplo, no fumo de uma fogueira, nos gases emitidos por um tubo de escape ou até numa fatia de pão queimado. A equipa aponta que esta pode ser a primeira evidência alguma vez observada da formação de PAHs numa nebulosa planetária rica em oxigénio, o que traz uma visão importante sobre como estas moléculas se formam.