El misterio de la Nebulosa del Anillo del Sur: un complejo caso de estrellas m¨²ltiples que dejan un cad¨¢ver estelar

Dej¨® dicho el poeta persa Rumi que ¡°la herida es el lugar por donde entra la luz¡±. Con estas bellas palabras, el artista ha ayudado a vivir a quienes, con sensibilidad, las escucharan a lo largo de los siglos. Pero bien podr¨ªa haber estado contemplando los exquisitos detalles que muestran las observaciones realizadas con el telescopio JWST de la nebulosa del Anillo del Sur, tambi¨¦n conocida desde finales del siglo XIX como NGC 3132. En las im¨¢genes combinadas de dos de las c¨¢maras puede apreciarse como los finos rayos de luz de la estrella central atraviesan la nebulosa planetaria por las grietas creadas en la estructura de gas y polvo. La luz se cuela por ah¨ª, como el agua por las rendijas o la luz del Sol entre las nubes. Y a¨²n hay mucho m¨¢s que leer en esas im¨¢genes.

La compleja historia de este objeto, que acaba de ser publicada en la revista Nature Astronomy, muestra que la formaci¨®n de la nebulosa no parece haber sido cosa de una sola estrella. Ni tampoco de dos. Hay al menos cuatro estrellas involucradas, quiz¨¢s cinco, y la sospechosa principal, la estrella blanco-azulada brillante que aparece en el centro de las im¨¢genes del telescopio Webb ha sido absuelta sin cargos. Orbita la estrella moribunda, la principal responsable del bello cad¨¢ver estelar, s¨ª, pero est¨¢ muy lejos del lugar de los hechos, simplemente. Se encuentra a 1.300 veces la distancia Tierra-Sol de la estrella central de la nebulosa, o aproximadamente 200 veces menor que la distancia que separa al Sol de la estrella m¨¢s cercana, Pr¨®xima Centauri. Y eso, en este caso, es lejos.

La reconstrucci¨®n se remonta a pocos miles de a?os atr¨¢s en el pasado del sistema estelar y en las huellas que ha ido dejando en la nebulosa planetaria. Tenemos una estrella, la protagonista, que es la que se ha quitado un gran peso de encima, m¨¢s bien toda su envoltura. Sabemos que fue casi tres veces m¨¢s masiva que el Sol, porque nos lo ha chivado la estrella azul, la que pasaba por all¨ª, con la ayuda de GAIA. Y tambi¨¦n hemos inferido que ahora apenas quedan de ella unas 0,6 veces la masa del Sol en forma de enana blanca; una estructura que, a pesar de haber agotado el combustible nuclear, consigue vencer la contracci¨®n gravitatoria gracias a la f¨ªsica cu¨¢ntica.

La estructura encajonada que revelan las im¨¢genes de la nebulosa tiene varias capas. Desde la posici¨®n de la estrella hacia afuera, contiene gas a 10 millones de grados, gas a 10.000 grados mezclado con polvo que principalmente emite en l¨ªneas prohibidas y el m¨¢s fr¨ªo que se observa principalmente en forma de mol¨¦culas de hidr¨®geno y que est¨¢ apenas a 100 grados Kelvin. La burbuja central ionizada es la m¨¢s caliente y como tal es homog¨¦nea, pero est¨¢ rodeada de un halo de hidr¨®geno molecular.

En este caso, el halo molecular es m¨¢s antiguo que el resto de la planetaria y est¨¢ horadado por estructuras en espiral. Los detalles con los que se ha podido observar esa estructura m¨¢s fr¨ªa gracias a Webb son los que permiten inferir la presencia de otra estrella m¨¢s. La separaci¨®n entre los arcos permite medir el periodo de la ¨®rbita, o lo que es lo mismo, la distancia con la estrella que ha ayudado a crearlos. Se infiere una distancia de entre 40-60 veces la distancia Tierra-Sol (sirva como referencia Neptuno est¨¢ a una distancia de 30 del Sol medido en esas unidades). Estas estructuras en espiral son similares a las que ha encontrado tambi¨¦n recientemente Webb en una estrella masiva binaria. Y en este caso no podemos determinar si la compa?era sigue ah¨ª o se ha fundido con ella, la protagonista de esta historia.

Y, volviendo a la estrella central, el an¨¢lisis de los datos de Webb tambi¨¦n ha desvelado la presencia de un exceso de emisi¨®n en la posici¨®n de la estrella, del que se deduce la presencia de un disco de material en forma de polvo similar al cintur¨®n de Kuiper en el sistema solar. Para formarlo hace falta otra estrella, no queda otra. Y ya van cuatro: la protagonista a la que le estamos viendo las entra?as, la estrella que ha formado el disco, la estrella que ha generado las estructuras en espiral y la que pasaba por all¨ª. Esta reconstrucci¨®n de los hechos, portada de Nature Astronomy, ha sido liderado por Orsola de Marco de Macquarie University, en S¨ªdney, Australia, quien ha conseguido poner a trabajar juntos a un equipo de casi 70 investigadores. Muchos estamos en territorio espa?ol con afiliaciones, por orden alfab¨¦tico, en el Centro de Astrobiolog¨ªa (INTA-CSIC), Gran Telescopio de Canarias (GRANTECAN), Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA-CSIC), Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias (IAC) y el Observatorio Astron¨®mico Nacional (OAN/IGN).

En la mayor parte del universo, la evoluci¨®n de las estrellas no se produce de manera aislada, tienen compa?eras que afectan sobre todo sus ¨²ltimos estados. De las interacciones entre estas estrellas binarias depende, por ejemplo, nuestra comprensi¨®n del enriquecimiento qu¨ªmico del universo generado por explosiones de supernova. El problema es que es muy dif¨ªcil medir el impacto de la presencia de otras estrellas y su importancia relativa porque no tenemos acceso a toda la evoluci¨®n, y a menudo tampoco a los productos finales, adem¨¢s el resultado depende de la distancia entre las estrellas.

En esta nebulosa vemos el material resultado de la interacci¨®n, en su forma est¨¢ escrito como ha sido lanzado en direcciones espec¨ªficas debido a la presencia de una multitud de estrellas compa?eras. Fundamentalmente, lo vemos porque hay luz, porque el material est¨¢ siendo iluminado por la estrella central de la planetaria, la protagonista. En pocos miles de a?os, esta luz se apagar¨¢ dejando atr¨¢s un escenario fr¨ªo y vac¨ªo y a nosotros sin capacidad para descifrarlo.

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 un ¨¢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.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.