El misterio de la Nebulosa del Anillo del Sur: un complejo caso de estrellas múltiples que dejan un cadáver estelar

Dejó 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 podría haber estado contemplando los exquisitos detalles que muestran las observaciones realizadas con el telescopio JWST de la nebulosa del Anillo del Sur, también conocida desde finales del siglo XIX como NGC 3132. En las imágenes combinadas de dos de las cámaras 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 ahí, como el agua por las rendijas o la luz del Sol entre las nubes. Y aún hay mucho más que leer en esas imágenes.

La compleja historia de este objeto, que acaba de ser publicada en la revista Nature Astronomy, muestra que la formación de la nebulosa no parece haber sido cosa de una sola estrella. Ni tampoco de dos. Hay al menos cuatro estrellas involucradas, quizás cinco, y la sospechosa principal, la estrella blanco-azulada brillante que aparece en el centro de las imágenes del telescopio Webb ha sido absuelta sin cargos. Orbita la estrella moribunda, la principal responsable del bello cadáver estelar, sí, pero está 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 más cercana, Próxima Centauri. Y eso, en este caso, es lejos.

La reconstrucción se remonta a pocos miles de años atrás 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, más bien toda su envoltura. Sabemos que fue casi tres veces más masiva que el Sol, porque nos lo ha chivado la estrella azul, la que pasaba por allí, con la ayuda de GAIA. Y también 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 contracción gravitatoria gracias a la física cuántica.

La estructura encajonada que revelan las imágenes de la nebulosa tiene varias capas. Desde la posición de la estrella hacia afuera, contiene gas a 10 millones de grados, gas a 10.000 grados mezclado con polvo que principalmente emite en líneas prohibidas y el más frío que se observa principalmente en forma de moléculas de hidrógeno y que está apenas a 100 grados Kelvin. La burbuja central ionizada es la más caliente y como tal es homogénea, pero está rodeada de un halo de hidrógeno molecular.

En este caso, el halo molecular es más antiguo que el resto de la planetaria y está horadado por estructuras en espiral. Los detalles con los que se ha podido observar esa estructura más fría gracias a Webb son los que permiten inferir la presencia de otra estrella más. La separación entre los arcos permite medir el periodo de la órbita, 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 está a una distancia de 30 del Sol medido en esas unidades). Estas estructuras en espiral son similares a las que ha encontrado también recientemente Webb en una estrella masiva binaria. Y en este caso no podemos determinar si la compañera sigue ahí o se ha fundido con ella, la protagonista de esta historia.

Y, volviendo a la estrella central, el análisis de los datos de Webb también ha desvelado la presencia de un exceso de emisión en la posición de la estrella, del que se deduce la presencia de un disco de material en forma de polvo similar al cinturón 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 entrañas, la estrella que ha formado el disco, la estrella que ha generado las estructuras en espiral y la que pasaba por allí. Esta reconstrucción de los hechos, portada de Nature Astronomy, ha sido liderado por Orsola de Marco de Macquarie University, en Sídney, Australia, quien ha conseguido poner a trabajar juntos a un equipo de casi 70 investigadores. Muchos estamos en territorio español con afiliaciones, por orden alfabético, en el Centro de Astrobiología (INTA-CSIC), Gran Telescopio de Canarias (GRANTECAN), Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Observatorio Astronómico Nacional (OAN/IGN).

En la mayor parte del universo, la evolución de las estrellas no se produce de manera aislada, tienen compañeras que afectan sobre todo sus últimos estados. De las interacciones entre estas estrellas binarias depende, por ejemplo, nuestra comprensión del enriquecimiento químico del universo generado por explosiones de supernova. El problema es que es muy difícil medir el impacto de la presencia de otras estrellas y su importancia relativa porque no tenemos acceso a toda la evolución, y a menudo tampoco a los productos finales, además el resultado depende de la distancia entre las estrellas.

En esta nebulosa vemos el material resultado de la interacción, en su forma está escrito como ha sido lanzado en direcciones específicas debido a la presencia de una multitud de estrellas compañeras. Fundamentalmente, lo vemos porque hay luz, porque el material está siendo iluminado por la estrella central de la planetaria, la protagonista. En pocos miles de años, esta luz se apagará dejando atrás un escenario frío y vacío y a nosotros sin capacidad para descifrarlo.

Vacío Cósmico es una sección 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 científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología.

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