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Abell 78: la estrella que renació

Tras los bellos colores de la nebulosa Abell 78 se esconde un curioso renacimiento estelar. En el centro se halla una estrella moribunda, similar a nuestro Sol, que había expulsado sus capas externas en su camino hacia la extinción pero que, por un tiempo, regresó a una fase estelar anterior, la de gigante roja, y después repitió su trayecto hacia la fase de nebulosa planetaria.

Esta imagen combina información en rayos X obtenida en 2013 con el telescopio espacial XMM-Newton (azul), con observaciones en óptico con filtros especiales que revelan el brillo del oxígeno (verde) y el helio (rojo). Los datos en el óptico se obtuvieron en 2014 con el telescopio NOT de La Palma.

La liberación de las capas externas es un proceso habitual en las estrellas de entre 0,8 y ocho masas solares, cuando su combustible nuclear se agota. “Sin embargo, la vuelta a la vida de Abell 78 sí que resulta excepcional. Se encuentra entre los muy pocos casos en los que la estrella revive a pesar de que el núcleo ha dejado de producir energía”, apunta Jesús A. Toalá, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía que encabeza la investigación.

CRÓNICA DE UN RENACIMIENTO

Las estrellas obtienen su energía de las reacciones termonucleares que convierten el hidrógeno del núcleo en helio. Al agotarse el hidrógeno, la estrella comienza a hundirse bajo su propio peso, proceso que calienta las capas externas, que se dilatan y expanden. La estrella aumenta su radio casi cien veces y comienza la etapa de gigante roja.

En el caso de estrellas de masa intermedia, como el Sol, comienza a quemarse helio en el núcleo, mientras la dilatación de la envoltura continúa hasta que el núcleo pierde control sobre ella y se expande libre en el espacio. El núcleo, muy caliente, produce radiación ultravioleta y un viento estelar que, al interaccionar con el material de la envoltura, hacen que emita luz.

Así se formó Abell 78, una nebulosa planetaria que presenta un cascarón brillante y una estrella central -una enana blanca con un núcleo de carbono y oxígeno-, una capa de helio y otra, más superficial, de hidrógeno. “Hasta aquí todo normal. Sin embargo, se encendió la fusión de helio en la capa intermedia, lo que produjo la eyección de parte del material y una dilatación tal que la estrella retomó las características de una gigante roja; entre ellas, la emisión de un viento estelar de baja velocidad”, apunta Toalá (IAA-CSIC).

Tras esta segunda fase de gigante roja, la estrella volvió a contraerse y comenzó a emitir un viento estelar muy veloz. “El material eyectado durante el estallido anterior es ahora barrido por el viento de la estrella e ionizado por su radiación ultravioleta, y se observan unos grumos con forma radial que emergen de la estrella central. La compleja interacción hace que se arranque material de los grumos, que alcance temperaturas de un millón de grados y que emita en rayos X”, añade Martín A. Guerrero, investigador del IAA-CSIC que participa en el estudio.

Abell 78 constituye un objeto de gran interés porque es una de las cuatro nebulosas planetarias renacidas que se conocen con certeza, y porque presenta tres tipos de viento estelar, lo que la convierte en el objeto idóneo para estudiar la interacción de vientos. Además, objetos como Abell 78 permiten anticipar el futuro del Sol, que previsiblemente formará una nebulosa planetaria.


Fuente: IAA
Website: IAA.es


Fuegos artificiales de una estrella en 3D

Gracias a las imágenes captadas desde el telescopio Isaac Newton en La Palma, un equipo europeo de astrónomos ha construido un mapa tridimensional del remanente de una nova, es decir, de los restos que quedaron tras la explosión en una estrella. Los resultados se acaban de presentar en la revista Astrophysical Journal.

La protagonista de la historia es la estrella GK Persei, situada a ‘tan solo’ 1.300 años luz de la Tierra. También se la conoce como Nova Persei 1901 porque en su superficie ocurrió la fuerte erupción termonuclear el 21 de febrero de 1901. Aquel día los astrónomos observaron cómo su resplandor aumentó de repente, hasta el punto de convertirla en una de las más brillantes del firmamento.

explosion estrella 3dLo sorprendente es que aquel estallido creó un remanente de material, formado por grumos gaseosos, que comenzó a ser visible en 1916. “Desde entonces el espectáculo visual es similar a una explosión de fuegos artificiales a cámara superlenta”, compara Miguel Santander, investigador del Observatorio Astronómico Nacional y coautor del trabajo.

Tras un paciente trabajo de recopilación de imágenes, el equipo ha podido medir los movimientos de más de 200 grumos, así como su velocidad radial por el efecto Doppler, una forma de ver si se alejan o acercan de nosotros. Así se ha podido generar el mapa en 3D de la nova y analizar su dinámica.

“Estos datos raramente están disponibles en astrofísica, porque generalmente la expansión aparente, es decir, en el plano del cielo, no se puede observar en la mayoría de los objetos”, destaca otro de los autores, Romano Corradi, del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Un resultado inesperado

En cualquier caso, el resultado principal de este trabajo “es que el gas parece que se está alejando del centro de forma balística, o sea, libremente, sin apenas reducir su velocidad y contrariamente a lo que se creía en estudios anteriores”, comenta la autora principal de la investigación, Tiina Liimets, del Observatorio de Tartu en Estonia.

Hasta ahora se pensaba que el gas de la explosión se iría frenando “significativamente” por encontrar en su camino la gran cantidad de materia que se supone había expulsado la estrella con anterioridad. Sin embargo su velocidad se mantiene en un rango de entre 600 y 1.000 kilómetros por segundo.

Mucho antes de la explosión de 1901, hace más de cien mil años, GK Persei ya había sufrido una gran trasformación de gigante roja a enana blanca. En aquel proceso expulsó sus capas externas formando una nebulosa planetaria, una gigantesca nube de gas dentro de la cual está ahora creciendo la nova en 3D. 

Referencia bibliográfica:

T. Liimets, R.L.M. Corradi, M. Santander–García, E. Villaver, P. Rodríguez-Gil, K. Verro, I. Kolka. “A three-dimensional view of the remnant of Nova Persei 1901 (GK Per)”. Astrophysical Journal 761(1): id. 34, diciembre de 2012.