ALMA revela anel de gás que registra uma das últimas mudanças de uma estrela moribunda

Astrônomos utilizaram o conjunto de radiotelescópios ALMA, no Chile, para investigar uma estrela que está passando pelas etapas finais de sua evolução. As observações revelaram um grande anel de gás, estruturas em forma de arcos e uma nebulosa bipolar central, permitindo reconstruir parte da história de perda de massa desse objeto.

A pesquisa, liderada por Raghvendra Sahai, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL), foi disponibilizada no arXiv em 18 de setembro de 2026 e aceita para publicação no The Astrophysical Journal.

O objeto estudado é IRAS 06530-0213, uma nebulosa pré-planetária rica em carbono. Ela representa uma fase relativamente curta da evolução de estrelas de massa baixa e intermediária, depois que deixam o ramo assintótico das gigantes e antes de formarem uma nebulosa planetária plenamente desenvolvida.

Apesar do nome, nebulosas planetárias não possuem relação com a formação de planetas. Elas surgem quando estrelas em estágios avançados de evolução expulsam suas camadas externas, formando envoltórios de gás e poeira que posteriormente podem ser iluminados e ionizados pela radiação do núcleo estelar exposto.

Um dos grandes desafios da astronomia é compreender por que tantas dessas nebulosas apresentam formatos complexos.

Durante a fase de gigante, a estrela costuma perder matéria por meio de ventos relativamente lentos, formando envoltórios aproximadamente esféricos. Entretanto, muitas nebulosas planetárias apresentam dois grandes lóbulos opostos, estruturas alongadas ou formatos ainda mais elaborados.

Uma das principais hipóteses é que interações com estrelas companheiras possam produzir jatos de matéria capazes de modificar o formato desses envoltórios.

IRAS 06530-0213 é um objeto especialmente interessante para investigar esse processo porque já havia sido observado pelo Telescópio Espacial Hubble, que revelou sua estrutura bipolar em luz visível.

Com o ALMA, os pesquisadores conseguiram estudar a distribuição e o movimento do gás molecular com muito mais detalhes.

As observações fazem parte do levantamento PANORAMA, desenvolvido para investigar nebulosas pré-planetárias em alta resolução e compreender como os fluxos de matéria modificam suas estruturas durante as etapas finais da evolução estelar.

A equipe analisou a emissão de diferentes moléculas, especialmente o monóxido de carbono, que permite investigar a distribuição do gás e medir suas velocidades.

A partir dessas informações, os cientistas identificaram três componentes principais ao redor da estrela.

O mais externo é um grande anel aproximadamente circular, com raio médio próximo de 17 mil unidades astronômicas. Uma unidade astronômica corresponde à distância média entre a Terra e o Sol, aproximadamente 150 milhões de quilômetros.

Esse anel representa uma estrutura extremamente extensa, localizada muito além das distâncias orbitais dos planetas do Sistema Solar.

Embora apareça como um anel nas observações, sua geometria indica que ele faz parte de uma camada aproximadamente esférica de gás em expansão.

Os pesquisadores interpretam essa estrutura como um registro do último pulso térmico significativo ocorrido enquanto a estrela ainda estava no ramo assintótico das gigantes.

Nessa fase, estrelas de massa baixa e intermediária podem apresentar episódios de instabilidade relacionados à queima de hélio em camadas internas. Esses episódios alteram suas condições físicas e podem modificar a quantidade de matéria expelida para o espaço.

As observações indicam que, após esse episódio, a taxa de perda de massa da estrela diminuiu durante aproximadamente 2 mil anos, voltando a aumentar antes de sua transição para a fase seguinte.

Essa sequência mostra que a expulsão das camadas externas não ocorreu de maneira uniforme.

Mais perto da região central, o ALMA identificou estruturas curvas e filamentosas que concentram uma quantidade considerável de gás molecular.

Segundo as estimativas da equipe, essa região contém aproximadamente 0,12 a 0,25 massa solar de hidrogênio molecular, constituindo a maior parte da massa molecular detectada no material expelido.

Os arcos apresentam uma distribuição que pode fazer parte de uma estrutura espiral tridimensional.

Formações desse tipo já foram observadas em envoltórios de outras estrelas evoluídas e podem surgir quando uma estrela companheira modifica gravitacionalmente o material expelido pela estrela principal.

No caso de IRAS 06530-0213, os pesquisadores consideram possível a existência de uma companheira ainda não identificada diretamente.

A geometria dos arcos sugere que essa estrela poderia estar localizada a uma distância de aproximadamente 155 a 340 unidades astronômicas da estrela principal, dependendo das características orbitais consideradas.

Essa interpretação ainda é uma hipótese. As observações revelam a estrutura do gás, mas não confirmam diretamente a presença de uma segunda estrela.

No centro do sistema, o ALMA identificou uma nebulosa bipolar compacta e uma concentração densa de material em formato semelhante ao de uma rosca, conhecida como toro.

As idades estimadas a partir da expansão dessas estruturas indicam que a estrela deixou o ramo assintótico das gigantes há menos de aproximadamente 700 anos.

Esse intervalo é muito curto em termos astronômicos e mostra que IRAS 06530-0213 está em uma fase de transformação relativamente recente.

A análise química do toro revelou outra característica inesperada.

Os pesquisadores encontraram enriquecimento em determinados isótopos de carbono, oxigênio e nitrogênio, incluindo carbono-13, oxigênio-17 e, em menor grau, nitrogênio-15.

Isótopos são versões de um mesmo elemento químico que possuem números diferentes de nêutrons em seus núcleos.

As proporções identificadas no toro não são reproduzidas adequadamente pelos modelos tradicionais de produção de elementos químicos no interior de estrelas dessa categoria.

Uma das possibilidades discutidas pela equipe envolve episódios de queima nuclear mais intensos do que os normalmente considerados nesses modelos. Entretanto, ainda não existe uma explicação definitiva para o enriquecimento observado.

A pesquisa também trouxe um resultado surpreendente relacionado ao movimento do gás.

Em muitas nebulosas pré-planetárias bipolares, os astrônomos encontram fluxos de matéria que atingem velocidades superiores a 50 quilômetros por segundo. Esses jatos rápidos são considerados importantes para esculpir os envoltórios de gás expelidos anteriormente pela estrela.

Entretanto, em IRAS 06530-0213, os pesquisadores não encontraram evidências de fluxos com velocidades superiores a aproximadamente 16,5 quilômetros por segundo.

Também não foi identificada uma fonte compacta de emissão contínua na posição da estrela central que pudesse indicar a presença de um disco denso de poeira, semelhante aos observados em alguns sistemas binários evoluídos.

A ausência desses sinais torna a origem da estrutura bipolar mais difícil de explicar.

Uma possibilidade é que jatos rápidos tenham existido anteriormente, mas durante um intervalo relativamente curto, deixando de atuar antes das observações atuais.

Nesse cenário, um disco temporário de matéria poderia ter alimentado os jatos e posteriormente se dissipado.

Outra dificuldade está na possível distância entre a estrela principal e sua companheira.

Se a segunda estrela realmente estiver a centenas de unidades astronômicas, a interação gravitacional direta poderá ser relativamente fraca para explicar a formação de estruturas tão concentradas.

Os pesquisadores consideram que uma órbita bastante alongada poderia permitir aproximações maiores entre as estrelas, aumentando a intensidade das interações em determinados momentos.

Também é possível que a captura de parte do gás expelido pela estrela principal forneça energia suficiente para produzir fluxos de matéria, mesmo sem uma separação extremamente pequena.

Essas possibilidades ainda precisam ser investigadas com novas observações e modelos.

A análise do brilho e da evolução do objeto permitiu estimar que a estrela original possuía entre aproximadamente 1,6 e 3,4 vezes a massa do Sol.

Essa faixa de massa é compatível com estrelas que terminam sua evolução formando anãs brancas, após expulsarem grande parte de suas camadas externas.

IRAS 06530-0213 ainda não completou essa transformação. Sua nebulosa deverá continuar evoluindo enquanto o núcleo estelar se aquece e passa a emitir radiação capaz de ionizar o gás ao redor.

O novo estudo mostra que diferentes regiões da nebulosa preservam registros de episódios distintos da evolução estelar.

O anel externo fornece pistas sobre um pulso térmico ocorrido durante a fase de gigante. Os arcos revelam uma etapa posterior de intensa perda de massa e possivelmente a influência de uma estrela companheira. Já a estrutura bipolar central registra uma transformação mais recente, ocorrida há menos de 700 anos.

Ao reunir essas informações, os pesquisadores conseguiram reconstruir parte da sequência de acontecimentos que levou IRAS 06530-0213 à configuração atual.

Entretanto, a ausência de jatos rápidos e de um disco compacto mostra que ainda existem aspectos importantes desse processo que não são compreendidos.

Novas observações poderão ajudar a determinar se existe uma estrela companheira e como as interações gravitacionais influenciaram a formação das estruturas observadas.

A descoberta também oferece informações importantes para compreender a evolução futura de estrelas semelhantes ao Sol, que deverão terminar suas vidas como anãs brancas envolvidas, durante algum tempo, por material expelido ao espaço.

Sobre a Imagem: Mapa ALMA do gás monóxido de carbono ao redor da estrela moribunda IRAS 06530, mostrando suas três estruturas principais: o anel, a nebulosa bipolar central (CBN) e a região do arco filamentar (FAR).

Créditos da Imagem: Raghvendra Sahai et al. ( arXiv , 2026). 

Artigo Científico: https://arxiv.org/abs/2609.22489

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