A Nebulosa do Caranguejo

M1 = NGC 1952

Um dos objetos mais bem estudados no céu, a Nebulosa do Caranguejo ou M1 = NGC 1952, como também é conhecida, é o resultado da morte de uma estrela massiva, que colapsou e explodiu liberando uma enorme quantidade de energia. Por poucas semanas essa estrela atingiu a magnitude absoluta de –16,5 ou talvez –17,5, brilhando com a luz de 400 milhões de sóis. Atualmente sua magnitude visual aparente é de + 8,4. Ela foi descoberta em 1731 pelo astrônomo amador inglês John Bevis e identificada depois com uma "estrela visitante" relatada nos anais chineses de 1054.

Fig. 1 - A Nebulosa do Caranguejo M1 = NGC 1952 em Taurus.

A Nebulosa do Caranguejo possui uma estrutura dupla. Na sua parte interna ela consiste em uma intrincada rede de filamentos, melhor vista em imagens obtidas por placas sensíveis ao vermelho ( comprimentos de onda compreendidos entre 630 e 675 nanômetros ).

Na parte externa, envolvendo toda a estrutura como um envelope, existe uma nuvem larga e transparente que pode ser melhor observada em imagens obtidas com placas sensíveis às cores que vão do azul ao verde ( comprimentos de onda entre 310 e 500 nm ). Nessa nuvem a densidade estimada é em torno de 1/1000 da densidade dos filamentos que, por sua vez, possuem densidades equivalentes a um trilhonésimo da densidade do ar.

		Ao estudarmos o espectro da nebulosa, encontramos na região dos filamentos, linhas brilhantes de hélio neutro e ionizado, hidrogênio e muito pouco de outros elementos, assemelhando-se muito aos espectros das nebulosas planetárias. A nuvem amorfa, no entanto, mostra um espectro contínuo com luz fortemente polarizada, conhecida como radiação síncroton, que é emitida por elétrons de alta energia, indicando um forte campo magnético. Na descrição da série de fotografias feitas através de filtros polaróides com o telescópio de 508 cm ( 200 polegadas ), o Dr. Walter Baade aponta que os detalhes da estrutura que aparecem, mudam visivelmente conforme o filtro Polaroide é rotacionado em diferentes ângulos.
Fig. 2 - Detalhes dos filamentos da nebulosa (HST)

A Nebulosa do Caranguejo foi, em 1948, identificada com uma potente fonte de emissão de ondas de rádio, designada primeiramente como Taurus A e posteriormente como 3C144 ( nomenclatura que designa a 144^a fonte do 3º catálogo de rádio-fontes da Universidade de Cambridge, na Inglaterra ). Em 1963, o Naval Research Laboratory, utilizando um foguete lançado a grande altitude e equipado para a detecção de fontes de raios X, encontrou na nebulosa uma poderosa fonte deles que recebeu a designação de Taurus X-1.

Medidas feitas durante a ocultação da nebulosa pela Lua em 05 de julho de 1964 e repetidas em 1974 e 1975, demonstraram que a emissão dos raios-X provêm de uma região com, no mínimo, 2 minutos de arco de tamanho, e a energia emitida em raios-X é cerca de 100 vezes maior que a emitida no visível sendo que esta é equivalente a 1000 vezes a luminosidade do Sol. A luminosidade total, isto é, em todo o intervalo do espectro é estimada em 100.000 luminosidades solares ( 4 x 10³¹ J/s ).

A Nebulosa do Caranguejo teve sua distância avaliada por muitos astrônomos. Em 1974 a astrônoma norte-americana Virginia Tremble determinou a sua distância em 1.930 parsecs ( 6.300 anos-luz ) sendo esta a medida mais aceita nos dias de hoje.

No centro da nebulosa existe um objeto estelar chamado de pulsar: uma estrela de nêutrons com radio-pulsos. As estrelas de nêutrons tiveram a sua existência postulada, em 1932, pelo físico russo Lev Landau e, em 1934, outros astrônomos, como George Gamov, Walter Baade e Fritz Zwick, teorizaram que as estrelas de nêutrons seriam o produto final do colapso de estrelas muito massivas, ou seja, remanescentes de explosão de supernovas.

Foi somente em 1967, durante um estudo desenvolvido pela Universidade de Cambridge, que Jocelyn Bell e Antony Hewish descobriram um estranho objeto próximo à estrela 2 Vulpeculae, que emitia pulsos perfeitamente regulares, na faixa das ondas de radio, com intervalos de 1,337301 segundos. De início chegou-se a supor que os rádio-pulsos poderiam ser sinais de uma civilização inteligente que estaria tentando manter contatos. Após várias observações cuidadosas chegou-se à conclusão que esse objeto - um pulsar, como foi chamado - era uma estrela de nêutrons e passou a ser designado como CP 1919 e, posteriormente, também por PSR 1919+21.

Após a identificação do primeiro objeto, outros logo foram localizados e a pequena estrela no centro da Nebulosa do Caranguejo foi, em 1968, confirmada como sendo uma estrela de nêutrons e um pulsar, assim chamado por emitir pulsos em ondas de radio durante sua rápida rotação. O pulsar da Nebulosa do Caranguejo é designado por NP 0532 ou por PSR 0531+21.

Fig. 3 - Os radio-pulsos do pulsar da Nebulosa do Caranguejo.

A estrela no centro da nebulosa é pequena, provavelmente com poucos quilômetros de diâmetro; possui um campo magnético extremamente forte e rotaciona com a incrível freqüência de 30 vezes por segundo.

Embora as observações sejam dificultadas pelo brilho da nebulosa, astrônomos da Universidade do Arizona em Tucson, detectaram uma pulsação óptica proveniente da estrela. As variações de brilho tinham um período ultra-curto, como o previamente encontrado pelos radio-astrônomos de Cambridge. Além dos pulsos ópticos e em rádio, o objeto apresenta, também, uma pulsação em raios-X.

Fig. 4 - O pulsar da Nebulosa do Caranguejo.

Com equipamentos especiais foi possível analisar individualmente os pulsos desse estranho objeto. O pulso principal é precedido por um breve “salto” ou pulso precursor, enquanto baixos interpulsos ocorrem entre os picos principais.

Os astrônomos perceberam que, embora muito pequena, há uma queda mensurável na velocidade de rotação do pulsar. Isso parece ser o resultado da interação do objeto com a nebulosa. No entanto, esse processo de freagem ainda não pôde ser explicado satisfatoriamente.

Irineu Gomes Varella

Astrônomo. Diretor do Planetário e Escola Municipal de Astrofísica de São Paulo, no período de 1980 a 2002.

* Priscila D. C. F. de Oliveira

Coordenadora do Centro de Documentação Técnica e Científica em Astronomia do Planetário e E. M. de Astrofísica de S Paulo.