Posiblemente hay cuatro o incluso cinco estrellas en el corazón de la Nebulosa del Anillo del Sur, NGC 3132. Un equipo internacional de casi 70 astrónomas y astrónomos, liderado por Orsola De Marco de la Universidad Macquarie en Sydney, Australia, analizó 10 observaciones detalladas de esta nebulosa obtenidas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), en las que se pueden ver dos estrellas, y modelaron cómo la estrella central podría producir las intrincadas formas observadas.
El equipo, que incluye al Dr. Jesús Toalá del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), de la UNAM Campus Morelia, encontró que se necesitan al menos otras dos estrellas compañeras no visibles para reproducir lo que se observa en las imágenes. Usando la otra estrella visible en las imágenes del telescopio espacial, el equipo también pudo medir por primera vez la masa de la estrella central antes de que produjera la nebulosa.
La Nebulosa del Anillo del Sur es una nebulosa planetaria, formada cuando una estrella similar o algo más pesada que el Sol arroja sus capas exteriores al espacio, exponiendo su núcleo caliente y compacto, una enana blanca, que luego ilumina el gas y el polvo expulsados antes. La cantidad de gas y polvo en la nebulosa depende de qué tan masiva era la estrella antes de expulsar ese material.
El equipo calculó que la estrella central de NGC 3132 tenía casi tres veces la masa del Sol antes de expulsar sus capas de gas y polvo para formar la nebulosa. Ahora tiene sólo alrededor del 60% de la masa del Sol. Conocer la masa inicial es una evidencia crítica que ayudó al equipo a reconstruir la escena y modelar cómo se pueden haber producido las formas en esta nebulosa.
La estrella central aparece rojiza en las imágenes del JWST, lo que indica la presencia de un disco de polvo a su alrededor. El equipo construyó modelos que muestran que el material de este disco probablemente fue expulsado por dos estrellas compañeras cercanas, pero en direcciones muy específicas, lo que luego produjo los dos "bultos" en la nebulosa que vemos hoy. Estas estrellas ahora están ocultas dentro de la emisión brillante de la nebulosa.
Una de ellas estaba tan cerca que puede haberse fusionado con la estrella central cuando ésta se expandió, justo antes de desprenderse de sus capas exteriores. “Con Webb, es como si nos dieran un microscopio para examinar el universo”, dijo De Marco. “Hay tantos detalles en sus imágenes. Abordamos nuestro análisis como científicos forenses para reconstruir la escena”. Una posible tercera estrella compañera, en estrecha interacción con la estrella central, puede ser responsable de las formas complejas de la Nebulosa del Anillo del Sur.
La estrella blanca azulada brillante que se puede ver en las imágenes de JWST era casi como un "espectador inocente" de la escena, ya que no interactuó con el sistema central para producir la nebulosa. Aún así, fue fundamental para este estudio, porque su órbita estable y lenta alrededor de la estrella central ayudó a medir su masa con gran precisión.
Imágenes del JWST
Estas imágenes del JWST muestran luz en el cercano y mediano infrarrojo de la Nebulosa del Anillo del Sur. En la imagen de la izquierda se destaca el gas muy caliente que rodea a las estrellas centrales. Este gas caliente está rodeado por un anillo bien definido de gas más frío, que aparece en ambas imágenes. La imagen de la derecha rastrea los flujos dispersos de la estrella que han llegado más lejos en el espacio. La mayor parte del gas molecular que se encuentra fuera de la banda de gas más frío también es frío. También tiene más grumos, que consisten en densos nudos de gas molecular que forman un halo alrededor de las estrellas centrales. La estrella que creó la nebulosa planetaria aparece como una tenue estrella roja junto a la estrella azul.
Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University), Joseph DePasquale (STScI).
Detalles de la imagen de la derecha se pueden ver como cuadros en la imagen de abajo. Estos muestran que material expulsado que formó la nebulosa toma diferentes formas, que el equipo indica como evidencia de las estrellas compañeras que interactúan en diferentes momentos de la evolución de la estrella central.
Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University), Joseph DePasquale (STScI).
Trayectoria del Dr. Jesús Toalá
El Dr. Jesús Toalá estudió la licenciatura en física en la Universidad Autónoma de Sinaloa y el doctorado en astrofísica en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y la Universidad de Granada, España. Realizó estancias posdoctorales en el IAA-CSIC y en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán. Es investigador de la UNAM desde junio de 2017.
Estudia el medio circunestelar alrededor de estrellas de baja y alta masa mediante observaciones en longitudes de onda en infrarrojo, óptico y rayos X. También estudia los rayos X provenientes de super burbujas en la Nube Mayor de Magallanes.
En 2020 el Dr. Toalá recibió la Cátedra Marcos Moshinsky del Instituto de Física de la UNAM. Organiza las reuniones del grupo de Estrellas Evolucionadas en el IRyA.
Artículo Científico
El artículo de investigación fue publicado el 8 de diciembre de 2022 en la revista Nature Astronomy
The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST
https://www.nature.com/articles/s41550-022-01845-2
Sobre el IRyA, UNAM
El Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (IRyA) es una entidad académica del Campus Morelia de la UNAM que realiza investigación de alto nivel e impacto en las áreas de Medio Interestelar, Formación Estelar, Estrellas Evolucionadas, Altas Energías, Dinámica y Estructura Galáctica, Astronomía Extragaláctica y Cosmología. También participa en la formación de recursos humanos de alto nivel, y mantiene un estrecho contacto con la sociedad a través de diversos programas de divulgación. Para saber más sobre nuestro Instituto, visite nuestra página web y redes sociales:
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Contacto para medios:
Dr. René A. Ortega Minakata
Divulgación y Comunicación de la Ciencia
IRyA UNAM Campus Morelia
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Texto: Adaptación del IRyA UNAM del texto original en inglés de Claire Blome, Space Telescope Science Institute (STScI)
Comunicado de prensa del STScI (en inglés):
https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2022/news-2022-059