M 16 : Uma Modelo Fotográfica e uma Péssima Atriz

              M 16  é uma das imagens  mais icônicas da Astronomia . Uma série de fotos feitas com o HST (Telescópio Espacial Hubble)  deste DSO  são, provavelmente, as mais famosas fotos realizadas por este instrumento.  Em 1995 as imagens que mostram grandes pilares "negro nanquim"  agora famosos e chamados de  "Pilares da Criação" correram mundo.

                M 16 é um alvo fotográfico por excelência . A descrição de Messier da décima sexta entrada de seu catálogo não deixa duvidas sobre isto:

"( Observação em 3 de Junho de 1764) -  Aglomerado de fracas estrelas misturado com uma tênue luminosidade. Próximo a cauda da Serpente. Não longe do paralelo de Zeta desta constelação. Em pequenos telescópios o aglomerado parece ser uma nébula. "

                 

                Novamente a qualidade óptica dos equipamentos de Messier nos prega uma peça. Com pequenos telescópios ou com grandes binóculos (70 mm)  eu percebo apenas o aglomerado de estrelas . A nebulosidade só se apresenta para o Newton ( um refletor de 150 mm) e mesmo assim em locais de céu bem escuro.  Mesmo assim com visão periférica e de forma bastante discreta. Ainda mais discreta que na foto abaixo que consiste de uma única exposição de 30 segundos com ASA 3200 em noite Lua quase cheia...

                    

                O uso de filtros pode ajudar na observação visual e  filtros  narrow band" ( Oxigênio III) podem ajudar a Águia a voar mais alto (M16 também é conhecida como a Nebulosa da Águia devido ao seu contorno...) .  Sempre em céus bem escuros.

                Mas fotografias revelam mais facilmente sua natureza e mesmo com equipamentos modestos e céus não tão generosos você vai conseguir perceber a majestade desta que também é conhecida com de "Star Queen Nébula".

                A mais bela e exata  descrição de sua aparência fotográfica ( feita antes do Hubble...) é de autoria do Don Quixote da Astronomia , Robert Burnham , Jr.

                " Investindo bravamente no coração da nuvem se erguem monstruoso pináculos como uma montanha cósmica . O trono celestial   da " Estrela-Rainha"  ( Queen Star) em pessoa  , maravilhosamente silhuetada contra brumas de Fogo... Na vastidão do Universo  telescópios modernos revelam diversas vistas de beleza inolvidáveis , mas nenhuma talvez, que invoque com tanta perfeição a mais profunda essência de vastidão e esplendor celestial,  indefinível estranheza e mistério, o reconhecimento instintivo do vasto drama cósmico sendo encenado e de um supremo trabalho de arte  nos sendo revelado."

                A diferença entre sua visão com auxilio de fotografias e pela vista humana fica mais clara ainda ouvindo depois da descrição operística de Burnham a descrição feita no entrada de numero 6611 do New General Catalog elaborado por Dreyer; "  Aglomerado. Pelo menos 100 brilhantes e fracas estrelas. "  Parece-me que Dreyer acabou por dividir a estrutura que aqui  chamo de M16 em duas entradas. Ngc 6611 se refere ao aglomerado estelar . A nebulosa em si foi acrescentada posteriormente no  Index Catalog , um complemento do NGC. Foi assim batizada IC  4703.

              

                Quando se observa a Via Láctea percebe-se claramente o asterismo do Bule , que constitui o estrado que estrutura a constelação de Sagitário. O bico do bule é marcado por Alnasl  ( g Sag). A partir desta percebe-se que a agua no bule esta bem quente pois a fumaça que sobe vai deixando pelo caminho M 8 ( A nebulosa da Lagoa), M20 ( A Nebulosa Trífida) , M17  ( A Nebulosa Omega)e diversos aglomerados abertos . Em um  ponto mais distante desta bruma que sai do bico do Bule reside M 16.  Eu acho esta a melhor forma para se localizar M 16 é  justamente esta . Seguindo  Rio Galáctico  partir do bico do "Bule".

                De volta ao "vasto drama cósmico" os imensos pináculos que se erguem para o sensores digitais  no coração  de M16  são compostos  hidrogênio resfriado e poeira. São os ingredientes para a formação de novas estrelas . Estes pilares estão sendo lentamente erodidos ( acredita-se que devido a explosões de supernovas, talvez ,nem mesmo mais existam...)  e assim glóbulos de gás ainda mais denso vão sendo descobertos . Estes glóbulos possuem o acrônimo  EGG´s (para "Evaporating Gaseous Globules"). São os embriões de estrelas. Ngc 6611 é um dos aglomerado mais jovens conhecidos com menos de 5 milhões de anos. Muitas de  suas estrelas se encontram em um estado pré sequência principal. A evolução estelar em geral e em 6611 em particular já foi abordada aqui no Nuncius Australis . Este é um dos posts mais populares neste blog e pode ser visto clicando-se aqui...

                 

                Fotografar M16 é uma marco para qualquer astrônomo. Não posso deixar de dizer de como fiquei contente conseguindo registrar este em condições extremas de poluição luminosa. Acredito que isto demonstre de maneira inequívoca as características fotográficas deste DSO. Já o tinha observado em locais muito escuros e perceber os Pilares no interior da nebulosa é um imenso desafio mesmo sob céus muito escuros. Consegui vislumbra-los claramente apenas perto do Montenegro ( Ponto culminante do Rio Grande do Sul) Sob um céu Bortle 2 ou 3.   Em Búzios o aglomerado apresenta algumas estrelas e no Rio de Janeiro poucas. A Nebulosidade é um remoto desejo.

              As fotos apresentadas  são todas fruto de algumas variações no processamento de 20 Light Frames ( fotos) com exposição de 30 segundos com ASA 3200 realizadas em um céu urbano e em condições extremas de poluição luminosa ( Bortle 8) . Me surpreendeu a capacidade de captura de uma modesta câmera DSLR "low end" da Canon. No caso um T3 montada em foco direto em um Newtoniano de 150 mm. Foram utilizados diversos softwares no processamento das diferentes imagens. ( Deep Sky Stacker,  Maxim Dl 5 , o Photoshop CS5 , o Iris e o Noiseware ) 

                M16 é uma modelo fotográfica. Se revela quando vê uma câmera. Mas uma péssima atriz de teatro... 

Evolução Estelar e M 16 - A Nebulosa da Aguia

M 16 e Ngc 6611

M 16 é uma das mais belas nebulosas do céu. Localizada na constelação de Serpente (Cauda) é conhecida com a Nebulosa da Águia.

Suas nuvens escuras ,em contraste com a nebulosa em si, dão seu nome.  Ela foi descoberta por de Cheseaux em 1745 ou 46. Messier a redescobre de forma independente em 3 de Junho de1764.

detalhes de M16- (Hubble)

É um DSO riquíssimo.

Herschel o inclui em seu catalogo.

A nebulosa em si é denominada M 16. Mas o aglomerado que se encontra envolvido é denominado Ngc 6611.

Existem algumas controvérsias que o aglomerado não teria sido incluído no New general Catalog tendo sido incluído apenas em 1908 no Index Catalog (IC) como IC 4703 (segundo a Wikipédia).

Me parece tolice... Ngc  6611 é o aglomerado associado a M 16.  E IC 4703 já  é M 16. O NGC 2000.0 classifica erroneamente 4703 como um aglomerado independente.

Localiza-los não é difícil.

Partindo do Asterismo do Bule em Sagitário e seguindo a Via Láctea você irá percebê-la até a olho nu em locais escuros. Outra opção é achar Gama Scutum e Nu Ophiucus. A nebulosa fica entre estas estrelas e é facilmente localizada pela buscadora. Em locais de muita poluição luminosa você vai perceber apenas o aglomerado Ngc 6611.

O Aglomerado é muito jovem e não tem mais que 5.5 milhões de anos. Sendo assim é uma área de intensa formação estelar. Localizada a cerca de 7000 anos luz do sol a nebulosa habita o Braço de Sagitário – Carina na Via Láctea.

Observada por pequenos Telescópios M16 não é tão proeminente com a Nebulosa da Lagoa ( M8) e o aglomerado é bastante chamativo. Com grandes ampliações se suspeita os “Pilares da Criação” . É uma bela imagem com minha ocular 17 mm (70X).

Smyth a descreveu da seguinte forma em 1835:

“...Um aglomerado disperso porém bastante grande , nas margens do Escudo de Sobiesky ( antigo nome de Scutum) . Na galáxia. Descoberto por Messier em 1764 e registrado como uma massa de pequenas estrela envoltas em tênue luminosidade. As estrelas estão dispostas em diversos pares circundados por pontos evanescentes com componentes se espalhando por vários minutos...”

Bem poético .  

Mas o mais interessante em região de M16 é que podemos ter uma lição bastante esclarecedora sobre evolução estelar.

Os Pilares da Criação

Uma foto famosa, feita Pelo Hubble Space Telescope em 1995, apresenta  a região . Foi batizada como “Os Pilares da Criação”. O nome não poderia se mais bem dado.

As nuvens negras que dão nome a nebulosa são um berçário de estrelas. São nelas que surgem os embriões para que surjam  protoestrelas . É onde se inicia o trajeto da matéria para tornar-se uma estrela.

  São nestes pilares frios e escuros que acontece um dos maiores espetaculos da natureza.

Vamos pensar um pouco sobre estas nuvens frias e escuras. Estas nuvens moleculares não são completamente homogêneas.

E nestas irregularidades o gás é um pouco mais denso do que as áreas vizinhas na nuvem escura. Como esta irregularidade vai conter um pouco mais de matéria que suas áreas circundantes ela vai possuir um campo gravitacional levemente mais forte. E assim esta irregularidade vai atrair o gás próximo. Desta forma esta irregularidade começa a crescer. E o ciclo se repete. Finalmente aquela irregularidade atraiu trilhões de toneladas de gás e possui diversas vezes a área de nosso sistema solar. Esta formado embrião de uma estrela.  

            É importante notar que o processo através do qual a irregularidade cresce vai ocorrer apenas se a temperatura na nuvem for muito fria. Algo com 10 K ou menos. Caso contrario a velocidade nos átomos do gás será alta demais para que a condensação comece a ocorrer. E assim a irregularidade não seria capaz de conservar o gás que ela atraiu.

  È curioso, como quase tudo na física, que vá um pouco contra o senso comum que as fornalhas estelares venham do frio. Astrofísica é quase sempre assim... E irregularidade(s) é uma palavra chave para diversos processos naturais.   De uma olhada em "Instabilidade de Jeans"...

            Conforme este embrião começa a se contrair e se comprimir a pressão, densidadee temperatura  começam a crescer. Formou-se uma protoestrela. Finalmente a temperatura no núcleo da protoestrela atinge tal extremo que os núcleos de hidrogênio estão viajando rápido o suficiente para a fusão ocorrer. Estes processos estão ocorrendo no interior dos Pilares da Criação. E diversos termos desenvolvidos por cosmos físicos são utilizados para denominar as diversas partes deste processo. EGG´s, Glóbulos de Bock e etc... 

            Neste momento acho que devemos apresentar o Diagrama Hertzsprungel – Russel a vocês. É uma das ferramentas mais poderosas para se entender o universo e a natureza das estrelas...

 A outra é a espectrografia. Mas esta vai ficar para próxima.

Em 1911 o astrônomo dinamarquês Ejnar Hertzsprung desenhou um gráfico com a magnitude absoluta em um eixo e com a classe espectral em outro. Dois anos depois o americano Henry Norris Russel fez a mesma coisa. Ele pode ainda apresentar Luminosidade e massa em seus eixos e diagramas com estas constantes (e outras...) serão de enorme valia para a compreensão do universo...

O que torna o diagrama H-R tão importante é que se percebermos é que o gráfico não é recoberto de pontos de uma forma desordenada e totalmente randômica. Na verdade podemos perceber que estas se reúnem em três grupos principais.

            Cruzando o diagrama na diagonal estão as estrelas pertencentes a sequencia principal. Quase todas as estrelas observáveis a olho nu pertencem a ela. A sequencia principal se estende das brilhantes, azuis e quentes estrelas do lado superior esquerdo até as frias, vermelhas e apagadas estrelas no canto inferior direito do diagrama.

            Enquadrando estas temos os gigantes vermelhas no canto superior direito e as anãs brancas no canto esquerdo inferior.

            Quase toda estrela avermelhada que se percebe a olho nu é uma gigante vermelha.

            Não se vê nenhuma anã branca sem auxilio telescópico.

            Aplicando o diagrama H-R ao aglomerado Ngc 6611 que é extremamente jovem e foi criado a partir de protoestrelas dos Pilares que forma M16 podemos aprender mais ainda sobre a evolução estelar.

            Os astrofísicos descobriram que todas estas estrelas recém-nascidas virão a ser membros da sequencia principal.

            Um astrofísico japonês, C. Hayashi foi capaz de demonstrar teoricamente como estas protoestrelas em processo de contração se tornam estrelas da sequencia principal. . Quando estas proto estrelas começam a emitir luz elas ainda são grandes e relativamente frias. Mas apesar de sua posição no diagrama H-R elas não devem ser confundidas com gigantes vermelhas.  Muito rapidamente estas proto estrelas estas protoestrelas diminuem de tamanho e mantém sua temperatura superficial. A curva de Hayashi ou a "Contração Hayashi"( Hayashi tracks) , que estas protoestrelas vão seguir, depende de sua massa. No diagrama abaixo vocês podem ver a evolução das protoestrelas até que assentem na sequencia principal.

Hayashi T 

Coforme uma estrela se aproxima da sequencia principal seguindo a curva descrita por Hayashi as coisas começam a acontecer mais devagar.

Nós vamos poder observar estrelas que estão “quase” atingindo a sequencia principal, ainda no começo de sua vida no nosso aglomerado Ngc 6611.  Elas se encontram na fase pré-sequencia principal. Diversos de seus membros são candidatos ao posto de   serem estrelas pré sequencia principal.

            Este elo perdido estelar pode ser visto aqui.  Este fenômeno também já foi observado em Ngc 2264. Este o aglomerado envolvido com a famosa Nebulosa da Roseta em Monocerros. Veja como as estrelas na Roseta também se encontram logo acima da sequência principal.

. Estas estrelas se encontram nos estágios finais de sua contração e as reações termonucleares em seus núcleos estão se iniciando. Muitas delas são variáveis eruptivas de um tipo batizado como T Tauri. Elas apresentam variações erráticas e rápidas de seu brilho. Provavelmente devido a fato que ainda estão se contraindo. Ainda não atingiram equilíbrio hidrostático.

Ahh! não posso me esquecer . Toadas as estrleas na sequencia principal tem em comum o fato de terem reações termonucleares acontecendo em seu nucleo...

Quando você visitar M 16 você vai observar uma etapa belíssima da vida de diversas estrelas.

Em um paralelo conosco (é sempre assim...) você vai ver a concepção, gestação, infância e adolescência. E algumas das estrelas já estarão adiantadas a caminho a maturidade.

Já na sequência principal. 

Um paper interessantíssimo a respeito de NGC 6611 e suas estrelas pré-sequencia principal pode ser visto aqui. Se você quiser se aprofundar mais na astrofisica envolvida eu recomendo que o leia. 

Só para não ficar com aquela sensação de que esqueci algo gostaria de apresentar como algumas estrelas vão evoluir . E o passeio que elas farão através do Diagrama H-R. Me foi muito esclarecedor. Espero que seja para vocês também.

Creio que este seja o primeiro post do Nuncius Australis que apresenta bibliografia. Mas admito que apesar de parecerem chatos os textos indicados são bem mais leves do que supõe a vã filosofia. E muito menos ainda se suporem cosmo-física , quimica , diagramas e etc...  

           Mais  sobre evolução estelar em:
http://nunciusaustralis.blogspot.com.br/2012/09/m-007-e-mais-evolucao-estelar.html

Bibliografia :

-  Pre- main sequence candidates in very young open cluster NGC 6611 - de winter- C. Koulis- P.S. The- _ Van den Ancker- M.R. Perez- A. Bibo

-Astronomy : The Structure of the Universe- W. J. Kaufman- 1979  - Macmillan Publshing Co.