No coração da nebulosa Tc 1, localizada a 10 000 anos-luz de nós, esconde-se um estranho ponto de interrogação invertido. Esta forma curiosa, imortalizada pelo telescópio espacial James Webb, marca a localização de uma estrutura que os astrônomos ainda têm dificuldade em explicar.
Esta nuvem de gás não é comum: ela abriga moléculas de carbono muito particulares: os fulerenos.
Credit: NASA / ESA / CSA / Western University, J. Cami
Os fulerenos são moléculas ocas gigantescas em forma de bola de futebol. Seu nome vem do arquiteto Buckminster Fuller, famoso por seus domos geodésicos. Essas moléculas fazem parte da família dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, compostos orgânicos considerados ingredientes essenciais para a vida. O telescópio James Webb permite hoje observar estas estruturas com uma precisão sem precedentes.
A nebulosa Tc 1 provém de uma estrela moribunda, semelhante ao nosso Sol, porém muito mais velha. Após esgotar seu combustível, a estrela expeliu suas camadas externas, formando conchas de gás e poeira. No centro, um núcleo incandescente, chamado anã branca, irradia esses gases e os faz brilhar. Foi perto desta estrela que os fulerenos foram detectados pela primeira vez em 2010 pelo telescópio Spitzer, mas as imagens do James Webb revelam hoje detalhes muito mais finos.
Uma questão persiste: por que essas moléculas só são encontradas em um punhado de nebulosas planetárias? De várias centenas observadas, apenas uma dezena as contém, e as razões para essa raridade permanecem desconhecidas. Os cientistas suspeitam que a formação dos fulerenos exige condições muito específicas: abundância de carbono, pouco oxigênio e temperaturas elevadas.
Outra questão diz respeito à emissão infravermelha dos fulerenos. Nenhum modelo teórico prevê corretamente sua radiação, o que indica que processos físico-químicos ainda nos escapam. Futuras análises, com a ajuda do espectrógrafo do James Webb, devem explicar esses mecanismos. Os pesquisadores também planejam observar outras nebulosas contendo fulerenos, a fim de comparar o efeito de diferentes campos de radiação.
Conceito artístico de moléculas de fulerenos diante da Pequena Nuvem de Magalhães, imageada pelo telescópio Spitzer. Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Essas observações não se limitam a revelar fulerenos; elas também oferecem uma visão detalhada do que ocorre durante o colapso de uma estrela. A temperatura, a composição química, a densidade e os movimentos dos gases são parâmetros agora mensuráveis.
Esta primeira imagem de alta resolução de uma nebulosa planetária abre caminho para uma melhor compreensão da evolução das moléculas orgânicas no Universo.