Alas de mariposa que se extienden varios a?os luz en el cielo

Uno de los secretos m¨¢s delicados que le hemos descubierto al cielo al abrir el ojo de los telescopios es el de las nebulosas planetarias, fugaces nubes de gas te?idas de colores que tras sus formas imposibles esconden procesos f¨ªsicos fascinantes. Son como enciclopedias c¨®smicas: nos hablan de estrellas en rotaci¨®n r¨¢pida, de campos magn¨¦ticos, de estrellas compa?eras escondidas, de chorros de gas a alta velocidad, o del enriquecimiento qu¨ªmico del universo en elementos que nos importan tanto como el carbono, ya que son los que nos construyen.

Estas estructuras aparecen en el cielo cuando las estrellas peque?as, aquellas como el Sol y hasta 7-8 veces m¨¢s pesadas, agotan el combustible que alcanzan a quemar en su interior. Las nebulosas planetarias son los restos, aquello de lo que se ha desprendido la estrella en forma de viento en sus ¨²ltimos a?os, y las vemos porque lo que queda del n¨²cleo ilumina el material expulsado, como un faro ilumina la niebla en la costa. Podr¨ªamos decir que le vemos el cascar¨®n o la cris¨¢lida a la estrella. Tambi¨¦n podemos afirmar que le miramos el cad¨¢ver al astro y aunque nunca estuvo viva, al menos con la definici¨®n operativa de vida con la que trabajamos hoy en d¨ªa, la imagen nos sirve como met¨¢fora.

De estos despojos tenemos que aprender de todo ?de qu¨¦ estaba hecho el material del que se form¨® la estrella?, ?qu¨¦ ha hecho en su vida?, ?y con su vida? En otras palabras, con el an¨¢lisis de la qu¨ªmica que medimos en estas nubes de gas y polvo, que es lo que en realidad son las nebulosas planetarias, sabemos qu¨¦ combustible nuclear se ha quemado en la estrella materna y c¨®mo se ha mezclado ese material en su interior. Pero aprendemos mucho m¨¢s de ellas, ya que como buenos forenses les leemos las causas y los efectos de su evoluci¨®n en su ¨²ltimo medio mill¨®n de a?os. El caso es que, aunque los astrof¨ªsicos somos detectives fant¨¢sticos, todav¨ªa no entendemos muy bien lo que les ocurre al final, porque para que se formen las estructuras que vemos necesitamos f¨ªsica casi imposible: campos magn¨¦ticos intensos con estrellas rotando tan r¨¢pidamente que pueden romperse, estrellas (o sub-estrellas) compa?eras casi invisibles a nuestra detecci¨®n que se encargan de canalizar el gas, chorros de gas a tan alta velocidad que desaf¨ªan su propio proceso de formaci¨®n, o luz empujando tanto material que no nos salen los n¨²meros.

Pero es que lo que vemos de verdad merece que nos rompamos la cabeza para intentar descifrar su formaci¨®n. Encontramos nebulosas planetarias en forma de cris¨¢lidas tan afiladas como un cuchillo o tan redondas que forman el c¨ªrculo perfecto, pompas de jab¨®n de tama?os gigantescos, o relojes de arena. Nos recuerdan a h¨¦lices, mancuernas, antifaces o alas de mariposa. Pero tambi¨¦n pueden ser tan irregulares que, muy a nuestro pesar, no las encontramos un an¨¢logo de forma conocida. Como somos muy simples a la hora de poder entender c¨®mo se construyen, las tenemos que clasificar seg¨²n sus morfolog¨ªas m¨¢s sencillas: as¨ª las tenemos redondas, el¨ªpticas, bipolares; alguna se ha detectado incluso con cuatro polos. Las vemos en el rango ¨®ptico porque la temperatura de lo que queda de la estrella antes de que comience a enfriarse como enana blanca puede alcanzar los 300.000 grados (sirva como referencia el Sol que est¨¢ a unos 5.500 grados en superficie).

Y lo m¨¢s fascinante de todo es que aunque son todo lo ef¨ªmero que se puede ser en astronom¨ªa, ya que duran entre 10.000 y 20.000 a?os, b¨¢sicamente lo que tarda en dispersarse el gas que es nada comparado con la vida de la estrella, son de los objetos m¨¢s brillantes que existen en el cielo en una l¨ªnea de emisi¨®n, una l¨ªnea prohibida de ox¨ªgeno. Esa luz que emiten de manera muy peculiar las nebulosas planetarias permite, entre otras cosas, que sean detectables a distancias de c¨²mulos de galaxias que est¨¢n a m¨¢s de 300 millones de a?os luz de nosotros. ?No est¨¢ mal para los despojos de una peque?a estrella!

Si las observamos en el rango del espectro que se corresponde con el ¨®ptico, nos muestran lo obvio, que est¨¢n hechas de gases como el hidr¨®geno, helio, nitr¨®geno, azufre, hierro, ox¨ªgeno. Pero para ver algo m¨¢s ¨ªntimo, de qu¨¦ est¨¢n hechos sus huesos, su parte s¨®lida, el polvo, las tenemos que observar en el infrarrojo. Ah¨ª es donde nos ense?an sus estructuras de polvo y gas molecular en forma de grumos y si las hemos pillado todav¨ªa muy j¨®venes podemos incluso desentra?ar la forma interna de un disco que puede crearse al final de sus d¨ªas si evolucionan en un sistema binario. Vistas en rayos X, nos hablan de din¨¢mica de gas, de choques a alta velocidad o nos ense?an eventos en la superficie de estrellas que se encuentran entre las m¨¢s calientes del universo. Es en el ultravioleta donde nos ense?an el carbono.

Las detectamos en la V¨ªa L¨¢ctea por miles pero tambi¨¦n en las galaxias que est¨¢n aqu¨ª al lado como las nubes de Magallanes y en galaxias muy lejanas. Son un instrumento poderos¨ªsimo para desentra?ar el universo: permiten medir distancias y el contenido de ox¨ªgeno que tiene un determinado lugar de la galaxia. Con esa informaci¨®n objeto a objeto reconstruimos c¨®mo evoluciona poco a poco, muerte a muerte, una galaxia.

Durante sus breves 10.000 a?os de existencia nos iluminan y nos ense?an de qu¨¦ est¨¢n hechos los astros por dentro, alimentan con carbono el medio interestelar y nos avisan de que un d¨ªa nuestro Sol tambi¨¦n se despojar¨¢ de su envoltura. Antes se habr¨¢ diluido en sus fauces lo que quede de nuestro planeta. Las nebulosas planetarias nos hablan de futuro, el del Sol, nos muestran su pasado y, aunque sean breves, se encuentran por miles en nuestra galaxia, brind¨¢ndonos el privilegio de estudiarlas.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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