5 de junio de 2006

El relato de dos nebulosas

Imagen: Gemini Obs.

Dos nuevas imágenes originadas en el Observatorio Gemini han sido exhibidas en la reunión de la Sociedad Americana de Astronomía realizada en Calgary, Canadá, y muestran dos hermosas nebulosas, NGC6164-5 y NGC5189, creadas por dos tipos muy diferentes de estrellas en lo que podrían ser puntos similares de escala de evolución.

Una de ellas es una estrella poco común de tipo espectral O, muy masiva, que está rodeada por material que fue lanzado en un evento explosivo en su vida más temprana. La estrella pierde masa continuamente debido a un viento estelar constante. La otra es una estrella originalmente más parecida a nuestro Sol que ha perdido su envoltura exterior luego de una fase de gigante roja. Continúa perdiendo masa por viento estelar y muere, formando una nebulosa planetaria. Las imágenes fueron obtenidas utilizando el Espectrógrafo Multi-Objeto de Gemini (GMOS) en el observatorio Gemini Sur, como parte del programa de Legado de Imágenes de Gemini.

La primera imagen muestra la nebulosa de emisión NGC 6164-5, una nube rectangular, bipolar con esquinas redondeadas y una barra diagonal que produce una apariencia de S invertida. Se ubica aproximadamente a 4.200 años luz de distancia, en la constelación de Norma. La nebulosa mide cerca de 4,2 años luz, y contiene gases que salen desde el corazón de la estrella HD 148937. Esta estrella es 40 veces más masiva que el Sol, y tiene cerca de 3 a 4 millones de años de edad, se encuentra pasada la mitad de su vida. Las estrellas así de masivas usualmente viven hasta tener una edad cercana a los 6 millones de años, por lo que HD 148397 está envejeciendo rápido. Es muy probable que termine su vida en una violenta explosión de supernova.

Como muchas otras estrellas tipo O, HD148937 está calentando las nubes de gas que le rodean con radiación ultravioleta. Esto provoca que brillen en la luz visible, iluminando cavernas de la nube que han sido esculpidas por el propio viento de la estrella. Algunos astrónomos sugieren que la nube de material ha sido expulsada desde la estrella a medida que gira sobre su eje, en casi la misma forma en la que un regador de pasto dispara agua sobre a su alrededor. También es posible que los campos magnéticos que rodean a la estrella puedan ser los responsables al crear las formas complejas que pueden ser observadas claramente en la nueva imagen de Gemini.

Los astrónomos también están estudiando varios "nudos cometarios" afuera, en las fronteras de la nube, que son similares a aquellas vistas en la nebulosa planetaria tales como la Nebulosa Esquimal (NGC 2392) y la Helix (NGC 7293). Estos nudos cometarios (llamados así porque parecen asemejarse a los cometas con sus colas apuntando hacia el lado contrario de la estrella) se encuentran dentro de lo que parece ser una cavidad de baja densidad en la nube. Los nudos pueden ser el resultado de unas capas más densas y lentas que están siendo impactadas por un viento estelar más rápido, como puede ser observado en la nebulosa planetaria (formada durante la muerte de estrellas mucho menos masivas que el Sol).

Las estrellas masivas como HD 148937 queman hidrógeno convirtiéndolo en helio en un proceso llamado el ciclo C-N-O. Como un subproducto, el carbón y oxígeno se convierten en nitrógeno, por lo que la apariencia aumentada de nitrógeno en la superficie de la estrella o en el material también se dispara lo que indica una estrella evolucionada. Según el astrónomo Nolan Walborn, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, quien ha estado estudiando esta estrella desde la Tierra por varios años, esta es miembro de una clase muy pequeña de estrellas O con ciertas características espectrales peculiares. "Las nebulosidades expulsadas, ricas en nitrógeno, de la HD 148937 sugieren que es una estrella evolucionada y que está relacionada posiblemente a una clase de estrella conocida como LBV (variables luminosas azules)", señaló.

Las variables luminosas azules son estrellas muy masivas e inestables avanzadas en su evolución. Muchas tienen nebulosas ricas en nitrógeno que rodean simétricamente a las estrellas, similares a lo que vemos en la NGC 6164-5. Una de los mejores ejemplos conocidos es la estrella Eta Carinae, la cual expulsó una nebulosa durante una explosión en la década de 1840.

Al igual que los astrónomos todavía buscan entender el proceso de la pérdida de masa de una estrella como HD 158937, ellos también buscan los mecanismos exactos en juego cuando una estrella tipo Sol comienza a envejecer y morir. NGC 5189, nebulosa planetaria que se ve caótica ubicada a cerca de 1,800 años luz de distancia en la constelación de Musca, del hemisferio Sur, es una nube de gas brillante con forma de paralelogramo. La imagen de GMOS de esta nebulosa muestra largas lenguas de gas, nubes de polvo brillante y nudos cometarios que apuntan al lado opuesto del centro de la estrella. Su apariencia desordenada sugiere alguna acción extraordinaria en el corazón de esta nebulosa planetaria.

En el centro de la NGC 5189 se encuentra la estrella caliente y deficiente de hidrógeno llamada HD 117622. Pareciera estar soplando su delgada atmósfera remanente hacia el espacio interestelar a una velocidad cercana a los 2.700 kilómetros por segundo. Cuando la material deja la estrella, inmediatamente comienza a chocar con nubes de gas y polvo previamente expulsadas que rodean a la estrella. Esta colisión de material de movimiento rápido con gas que se mueve más lento, da la forma a las nubes, las que son iluminadas por la estrella. Estas estructuras llamadas "estructuras de baja ionización " (o LIS) aparecen como los nudos, colas, lenguas y estructuras tipo eyección que vemos en la imagen del Gemini. Las estructuras son pequeñas y no terriblemente brillantes, brindando, a la nebulosa planetaria, su frecuente apariencia fantasmagórica.

"El mecanismo probable de esta formación de nebulosa planetaria es la existencia de una compañera binaria de la estrella agónica", dijo el científico de Gemini Kevin Volk. "Con el tiempo las órbitas se deslizan debido a la precesión y esto puede causar las complejas curvas en los lados opuestos de la estrella visible en esta imagen".

La NGC 5189 fue descubierta por el observador escocés James Dunlop, en 1826. Cuando Sir John Herschel la observó, en 1835, la describió como un objeto "extraño". No fue identificada inmediatamente como una nebulosa planetaria, pero su espectro peculiar, mostró líneas de emisión de helio ionizado, hidrógeno, azufre y oxígeno. Todos estos son elementos que se queman dentro de la estrella cuando envejece y muere. A medida que el material es lanzado al espacio, forman capas concéntricas de varios gases de elementos que fueron creados en el horno nuclear de la estrella.

Más información en:
http://www.gemini.edu/