XMM-Newton Archive

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


¿Qué es “el fantasma de Júpiter”?

Basta echar un vistazo al cielo buscando una constelación para comprender lo imaginativos que han sido los antiguos para darle nombre a los objetos observables en nuestro cielo. Las nebulosas de todo tipo, además se prestan a una mayor confusión por su carácter difuso y sus formas caprichosas. Si se mezclan los objetos difusos con los antiguos telescopios y con el desconocimiento de los fenómenos estelares, nos resulta “el fantasma de Júpiter”.

El fantasma de Júpiter

Los objetos astronómicos suelen tener nombres ambiguos, especialmente cuando su denominación histórica fue acuñada antes de que se comprendiese su naturaleza y está basada simplemente en su apariencia física.

Un caso de nomenclatura especialmente confusa es el de las nebulosas planetarias, los restos de estrellas de masa baja a intermedia. Al contrario que las estrellas más masivas, los astros con una masa de entre 0,8 y 8 veces la de nuestro Sol no terminan sus días explotando como potentes supernovas, si no que se inflan pacíficamente, expulsando sus capas exteriores al espacio y creando nubes con formas espectaculares.

Estos restos estelares no tienen nada que ver con los planetas, pero los astrónomos del siglo XVIII las bautizaron con este engañoso nombre al descubrirlas, confundidos por su apariencia redondeada.

Y para complicar aún más el asunto, la nebulosa planetaria que se muestra en esta imagen lleva un nombre todavía más peculiar: fue bautizada con el curioso apodo de ‘Fantasma de Júpiter’, ya que abarca un arco en el firmamento del mismo tamaño que este planeta. Este objeto también se conoce por sus números de catálogo, y desde finales del siglo XIX se designa como NGC 3242.

En esta imagen se puede ver cómo los potentes vientos emitidos por la estrella moribunda – una enana blanca situada en el centro – dan forma a la estructura en doble cáscara de la nebulosa. El brillo azul que llena la burbuja interior representa las emisiones en rayos X del gas calentado a más de dos millones de grados centígrados por las ondas de choque provocadas por los fuertes vientos estelares, que alcanzan velocidades de unos 2.400 km/s con relación al gas de su entorno.

El brillo verde marca las concentraciones de gas más frío, observadas en las longitudes de onda de la luz visible gracias a las emisiones del oxígeno. Estas zonas marcan el límite de la cáscara interna, recortada sobre el gas más difuso que conforma la capa exterior. Las dos estructuras con forma de llama, representadas en color rojo por encima y por debajo de la burbuja interior, son bolsas de gas todavía más frío, visibles en el óptico a través de las emisiones del nitrógeno.

El Fantasma de Júpiter se encuentra a unos 3.000 años luz de nuestro planeta en la constelación de Hidra, la culebra de agua.

Esta imagen combina los datos recogidos en el año 2003 por el satélite europeo XMM-Newton en la banda de los rayos X (azul) con las observaciones ópticas realizadas por el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble (verde y rojo).


Fuente: Agencia Espacial Europea (http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/)

 

Buscando la materia oscura con un telescopio de rayos X

Se supone que la mayor parte de las fuerzas gravitatorias que mantienen unido a nuestro Universo proceden de alguna clase de materia oscura, o al menos la mayoría las teorías cosmológicas vigentes sostienen que es imprescindible su existencia para que el espacio no se expanda a velocidad ilimitada. Otra cosa es comprobar su existencia y evitar volver a caer en errores como el éter que llenaba todo el espacio para explicar la trasmisión de las ondas en el vacío espacial. Pero por su propia naturaleza, la identificación de esa materia oscura es más difícil de lo que podía pensarse y ahora el telescopio espacial de la ESA XMM-Newton, hecho para recibir rayos X, dedicará parte de su tiempo de observación a buscar esa materia oscura durante un tiempo de 1,4 millones de segundos (aproximadamente 16 días) apuntando hacia la vecina galaxia Draco, a unos 260.000 años luz de distancia. Esta galaxia enana es una galaxia satélite de la Vía Láctea y forma parte de nuestro grupo local de galaxias.

Este ambicioso nuevo objetivo indica que XMM-Newton ha superado con creces las expectativas puestas en él en su lanzamiento en diciembre de 1999. Este telescopio estudia procesos hasta hace poco desconocidos para los astrónomos, porque emiten sobre todo un tipo de radiación no detectable desde Tierra -los rayos X-. Eso ha permitido a XMM-Newton ser pionero en muchas áreas, desde el estudio de los agujeros negros al de las mayores estructuras del universo, los supercúmulos de galaxias.

Pero en su 15 cumpleaños el equipo científico de XMM-Newton, en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC), de la ESA, en Villanueva de la Cañada (Madrid), prefiere mirar al futuro: “XMM-Newton todavía tiene previsto ayudar a resolver muchas preguntas abiertas, desde cómo influyen las estrellas en los planetas que las rodean y en sus posibilidades de albergar vida, o como son los cometas que nos traen información sobre el viento solar, el sistema solar primitivo y el origen de la vida en la tierra, hasta cuestiones fundamentales sobre el Universo mismo, como cuál es la naturaleza de la materia oscura”, dice la astrofísica Maria Santos-Lleo (ESAC).

XMM-Newton detectó el año anterior una señal no atribuible a ningún fenómeno conocido en varios cúmulos de galaxias, en la galaxia M31 y también en el centro de nuestra propia galaxia. Una posibilidad es que esa enigmática emisión proceda de la desintegración de un tipo exótico de partícula conocida como ‘neutrino estéril’, predicha por la teoría, pero aún no detectada, y considerada candidata a formar la materia oscura.

Tal vez el veterano XMM-Newton aclare por fin el misterio.

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