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Dos nebulosas planetarias desvelan sus secretos

Dos nebulosas planetarias desvelan sus secretos

Dos nebulosas situadas a más de 3.000 años luz de la Tierra emiten espectaculares chorros de gas caliente: desvelan la existencia en su interior de estrellas binarias que originan sus respectivas formas de mariposa y de concha.

Cerca del final de su vida, las estrellas pueden convertirse en ‘molinos’ que giran de forma alocada, hinchándose en forma conchas y lanzando chorros de gas caliente.

Ahora los astrónomos han empleado la gama completa de las capacidades de captura de imágenes del telescopio espacial Hubble para diseccionar esos curiosos ‘fuegos artificiales’ que suceden en dos nebulosas planetarias jóvenes cercanas: la NGC 6302 o Nebulosa de la Mariposa y la NGC 7027, que se asemeja a un insecto con una concha metálica muy brillante.

NGC 6302 es una nebulosa planetaria bipolar situada en la constelación de Scorpius, el escorpión, a una distancia de 3.400 años luz de la Tierra. NGC 7027 es otra nebulosa planetaria situada en la constelación de Cygnus (el cisne), a unos 3.000 años luz de distancia de la Tierra.

Haciendo uso de las capacidades pancromáticas completas de Hubble, realizando observaciones de luz casi ultravioleta a infrarroja cercana, los investigadores han detectado que ambas nebulosas se están separando en escalas de tiempo extremadamente cortas. Los resultados de esta investigación se publican en la revista Galaxies.

Los investigadores sospechan que en el corazón de ambas nebulosas hay, o existieron, dos estrellas dando vueltas alrededor, como un par de patinadores artísticos. La evidencia de un «dúo dinámico» tan central proviene de las formas extrañas de estas nebulosas. Cada una tiene una cintura pellizcada y polvorienta y lóbulos polares o salidas, así como otros patrones simétricos más complejos.

¿Sistema binario oculto?

Una teoría dominante para explicar la generación de tales estructuras en ambas nebulosas planetarias es que la estrella que pierde masa es una de las dos estrellas en un sistema binario. Las dos estrellas orbitan entre sí lo suficientemente cerca como para que eventualmente interactúen, produciendo un disco de gas alrededor de una o de ambas estrellas. El disco es la fuente de material de salida dirigido en direcciones opuestas desde la estrella central.

Del mismo modo, la estrella más pequeña de la pareja puede fusionarse con su compañero estelar hinchado y de evolución más rápida. Esto también puede crear chorros de material de salida que pueden tambalearse con el tiempo. Esto crea un patrón simétrico, tal vez como el que le da a NGC 6302 su apodo de «mariposa». Tales salidas se ven comúnmente en las nebulosas planetarias.

«Las presuntas estrellas compañeras en NGC 6302 y NGC 7027 no se han detectado directamente porque están al lado de, o quizás ya han sido tragadas por, estrellas gigantes rojas más grandes, un tipo de estrella que es cientos o miles de veces más brillante que el Sol «, dijo el miembro del equipo Bruce Balick, de la Universidad de Washington en Seattle, en un comunicado. «La hipótesis de la fusión de estrellas parece la mejor y más simple explicación de las características observadas en las nebulosas planetarias más activas y simétricas. Es un concepto unificador poderoso, hasta ahora sin rival».

Más polvorientas

El equipo de investigación también observó que ambas nebulosas se encuentran entre las más polvorientas conocidas y que ambas también contienen masas de gas inusualmente grandes porque hace poco que se formaron. Eso las convierte en un par de candidatas muy interesantes a estudiar en paralelo.

En el caso de la nebulosa de la mariposa, los investigadores han descubierto un patrón en forma de S que gira como un aspersor de césped, expulsando gas a gran velocidad.

Balick explica: «La forma de S en la emisión de hierro de la Nebulosa de la Mariposa es una verdadera revelación. Esta emisión de hierro es un rastreador sensible de colisiones energéticas entre vientos más lentos y vientos rápidos de las estrellas. Se observa comúnmente en restos de supernovas y núcleos galácticos activos, y chorros de salida de estrellas recién nacidas, pero rara vez se ve en las nebulosas planetarias”.

Respecto a la nebulosa planetaria NGC 7027, los investigadores han observado cambios más dramáticos que los de la mariposa: “recientemente, algo se volvió loco en el centro, produciendo un nuevo patrón de hoja de trébol, con balas de material disparadas en direcciones específicas”, explica el director de esta investigación, Joel Kastner, del Instituto de Tecnología de Rochester, Rochester, Nueva York.

Las nuevas imágenes del equipo de investigación de NGC 7027 muestran emisiones de hierro ionizado que producen los choques emisores de rayos, lo que lleva a los científicos a suponer que esta nebulosa es un gran ejemplo de lo que sucede cuando una estrella gigante roja se traga abruptamente a un compañero.

 

Referencia

First Results from a Panchromatic HST/WFC3 Imaging Study of the Young, Rapidly Evolving Planetary Nebulae NGC 7027 and NGC 6302. Joel H. Kastner et al. Galaxies, 15 June 2020. DOI:https://doi.org/10.3390/galaxies8020049

RedacciónT21

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