Oye, la última estrella se está muriendo

Zoom / La Nebulosa de la Mariposa, ubicada a menos de 4.000 años luz de la Tierra en la constelación de Scorpius, es un ejemplo sorprendente de una nebulosa planetaria, la etapa final en la evolución de una estrella de tamaño pequeño a mediano. Las «alas» transparentes de una mariposa consisten en gas y polvo que ha sido expulsado de la estrella moribunda e iluminado desde el interior por el núcleo restante de la estrella. La forma simétrica de la nebulosa de dos lóbulos es un signo revelador de que su estrella compañera ayudó a formar los gases que salían. Tanto la estrella principal como su compañera están ocultas por una capa de polvo en el centro de la nebulosa.

Dentro de miles de millones de años, cuando nuestro Sol se acerque al final de su vida y los núcleos de helio comiencen a fusionarse en su núcleo, se hinchará dramáticamente y se transformará en lo que se conoce como una estrella gigante roja. Después de tragarse a Mercurio, Venus y la Tierra con la dificultad de eructar, crecería tanto que ya no podría contener sus capas exteriores de gas y polvo.

En un final glorioso, estas capas volarán al espacio para formar un hermoso velo de luz, que brillará como un letrero de neón durante miles de años antes de apagarse.

La galaxia está repleta de miles de estos monumentos con forma de joya, conocidos como nebulosas planetarias. Es la etapa final natural de estrellas que van desde la mitad de la masa del Sol hasta ocho veces su masa. (La mayoría de las estrellas masivas tienen un final más violento, una explosión llamada supernova). Las nebulosas planetarias vienen en una vertiginosa variedad de formas, como lo sugieren nombres como Cangrejo del Sur, Ojo de Gato y Mariposa. Pero a pesar de su belleza, también ha sido un misterio para los astrónomos. ¿Cómo emerge una mariposa cósmica del capullo redondo aparentemente monótono de una estrella gigante roja?

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Las observaciones y los modelos informáticos ahora apuntan a una explicación que habría parecido extraña hace 30 años: la mayoría de las gigantes rojas tienen una estrella compañera mucho más pequeña escondida en los brazos de la gravedad. Esta segunda estrella forma la transformación en una nebulosa planetaria, tal como un alfarero forma un cuenco en un torno de alfarero.

El nuevo Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha revelado detalles inusuales en la Nebulosa del Anillo Sur, una nebulosa planetaria ubicada a unos 2.500 años luz de distancia en la constelación de Vela.  A la izquierda, una imagen en el infrarrojo cercano muestra impresionantes capas concéntricas de gas, que narran las erupciones de la estrella moribunda.  A la derecha, la imagen del infrarrojo medio distingue fácilmente la estrella moribunda en el centro de la nebulosa (rojo) de su estrella compañera (azul).  Todo el gas y el polvo de la nebulosa fueron expulsados ​​por la estrella roja.
Zoom / El nuevo Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha revelado detalles inusuales en la Nebulosa del Anillo Sur, una nebulosa planetaria ubicada a unos 2.500 años luz de distancia en la constelación de Vela. A la izquierda, una imagen en el infrarrojo cercano muestra impresionantes capas concéntricas de gas, que narran las erupciones de la estrella moribunda. A la derecha, la imagen del infrarrojo medio distingue fácilmente la estrella moribunda en el centro de la nebulosa (rojo) de su estrella compañera (azul). Todo el gas y el polvo de la nebulosa fueron expulsados ​​por la estrella roja.

La teoría prevaleciente de la formación de nebulosas planetarias incluía anteriormente solo una estrella: la propia gigante roja. Con solo una fuerza gravitacional débil en sus capas exteriores, pierde masa muy rápidamente cerca del final de su vida, perdiendo hasta un 1 por ciento cada siglo. También sale como una olla de agua hirviendo debajo de la superficie, lo que hace que las capas externas latan hacia adentro y hacia afuera. Los astrónomos plantearon la hipótesis de que estos pulsos producen ondas de choque que explotan Gas y polvo en el espacio, creando el llamado viento estelar. Sin embargo, se necesitaría una gran cantidad de energía para expulsar completamente esta materia sin que vuelva a caer en la estrella. No puede ser ninguna exhalación suave, este viento; Necesitas el poder de la explosión de un misil.

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Después de que la capa exterior de la estrella escapa, la capa interior, mucho más pequeña, colapsa en una enana blanca. Esta estrella, mucho más caliente y brillante que la gigante roja de la que proviene, enciende y calienta el gas que escapa, hasta que el gas comienza a brillar por sí solo y vemos una nebulosa planetaria. Todo el proceso es muy rápido según los estándares astronómicos, pero lento según los estándares humanos, y por lo general toma de siglos a miles de años.

Hasta el lanzamiento del telescopio espacial Hubble en 1990, «estábamos seguros de que estábamos en el camino correcto» para comprender el proceso, dice Bruce Balick, astrónomo de la Universidad de Washington. Luego, él y su colega Adam Frank, de la Universidad de Rochester en Nueva York, estaban en una conferencia en Austria y vieron las primeras imágenes del Hubble de nebulosas planetarias. «Salimos a tomar un café, vimos las fotos y supimos que el juego había cambiado», dice Balik.

Los astrónomos asumieron que las gigantes rojas eran esféricamente simétricas y que la estrella redonda debería producir una nebulosa circular planetaria. Pero eso no es lo que vio el Hubble, ni siquiera cerca. «Cada vez está más claro que muchas nebulosas planetarias tienen estructuras centradas asimétricas», dice Joel Kastner, astrónomo del Instituto de Tecnología de Rochester. Hubble reveló lóbulos, alas y otras estructuras notables que no eran redondas sino simétricas con respecto al eje principal de la nebulosa, como si estuvieran girando alrededor de un torno de alfarero.

En las primeras imágenes de los observatorios terrestres, la Nebulosa del Cangrejo del Sur parecía contener cuatro

En las primeras imágenes de los observatorios terrestres, la Nebulosa del Cangrejo del Sur parecía tener cuatro «patas» curvadas como un cangrejo. Pero las imágenes detalladas del telescopio espacial Hubble muestran que estas patas son los lados de dos burbujas que tienen aproximadamente la forma de un reloj de arena. En el centro de las burbujas hay dos corrientes de gas, con «nudos» que pueden encenderse cuando te encuentres con gas interestelar. Southern Cancer, ubicado a varios miles de años luz de la Tierra en la constelación de Centaurus, parece haber experimentado dos eventos de liberación de gas. Hace unos 5500 años, ideó el «reloj de arena» al aire libre, y un evento similar hace 2300 años creó el evento interior mucho más pequeño.

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