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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Nebulosa planetaria de estrella renacida. Hablamos con Martín Guerrero Roncel.

Nebulosas planetarias - Hablando con Científicos podcast - Cienciaes.com

Hace unos días observaba con mi telescopio una región de la constelación de Lira que contiene un objeto fascinante: una nebulosa planetaria. Francamente no pensaba verla con nitidez, al fin y al cabo, un telescopio como el mío no puede competir con las extraordinarias imágenes a las que nos tienen acostumbrados el Hubble o cualquiera de los otros grandes telescopios terrestres, sin embargo, para mi sorpresa, el fascinante anillo de la nebulosa destacaba con toda claridad sobre el fondo estrellado. Era la Nebulosa Anular de Lira, un nombre merecido por su forma de anillo. A la derecha he puesto la fotografía que tomé para compartir con vosotros aquella visión.

Observar una nebulosa planetaria como esa no solamente llena de satisfacción al observador, sino que hace brotar una enorme cantidad de preguntas: ¿qué es? ¿cómo se forma? ¿qué nos enseña? Etc.
La suerte hizo que, revisando las publicaciones científicas en busca de temas para compartir con todos vosotros, llegara a mis manos un artículo, publicado en la revista Nature Astronomy, que hablaba de otra nebulosa planetaria, de nombre HuBi1, fascinante para los científicos por sus extraordinarias características. El artículo estaba firmado Martín Guerrero Roncel, astrofísico del Instituto de Astrofísica de Andalucía y del CSIC y por un nutrido número internacional de investigadores de muy diversos orígenes, China, Argentina, México y Alemania.

Comprendí que era una oportunidad única para buscar respuesta a las preguntas que me había planteado mi observación y comprender, además, los enigmas que plantea esa otra nebulosa planetaria de nombre tan raro, la HuBi1. Así que me puse en contacto con Martín Guerrero y le invité a participar en Hablando con Científicos.

Martin Guerrero aceptó gustoso a explicarnos qué son las nebulosas planetarias y, en concreto, cuáles son las cosas que hacen de HuBi1 un objeto astronómico tan peculiar. Voy a resumir, muy por encima, el contenido de lo hablado por Martín, simplemente para animaros a escuchar la entrevista.

Lo primero que hace Martín es enseñarnos que una nebulosa planetaria no es un objeto tan extraño a nosotros como podríamos suponer, porque dentro de varios miles de millones de años el Sol se convertirá en una de ellas. Las nebulosas de este tipo surgen cuando una estrella del tamaño semejante al Sol llega al final de sus días (aunque se puede dar en estrellas que tienen desde 0,8 hasta 8 masas solares). En un principio, cuando la estrella nace, su combustible nuclear es el hidrógeno, un gas que, al ser concentrado hasta límites inimaginables en el centro de la estrella, comienza a fusionar sus núcleos para formar helio, el primer producto fabricado en los enormes reactores nucleares estelares.

Durante el proceso de fusión del hidrógeno, una parte de la masa se convierte en energía, la energía que desprende la estrella. La cantidad de hidrógeno que contiene una estrella del tamaño solar es enorme y por esa razón, el horno nuclear se mantiene fabricando helio durante miles de millones de años. No obstante, a medida que el tiempo pasa, la cantidad de helio va aumentando en el núcleo de la estrella y se forma una enorme bola de helio rodeada de hidrógeno que continúa su proceso de fusión.
Cuando la cantidad de helio generado pasa de un límite, la estrella se contrae y la contracción genera una liberación de energía que provoca que las capas exteriores se expandan y enfríen generando una estrella gigante roja.

El núcleo de helio continúa comprimiéndose hasta que llega un momento en el que sus núcleos comienzan a fusionarse de nuevo, esta vez generando núcleos de carbono y oxígeno. En esta fase, la estrella se ordena por capas, como una cebolla. En el interior se va acumulando el carbono y el oxígeno, rodeando este núcleo se sitúa el helio que se sigue fusionando, y, por encima, el hidrógeno va generando más helio. Esta estructura es muy dependiente de la temperatura y se producen cambios bruscos que se traducen en pulsaciones que acaban expulsando la atmósfera de la estrella al espacio. Así se forma una inmensa nube que va expandiéndose poco a poco. El gas es calentado por la estrella central, los átomos se ionizan y emiten luz que revela su presencia a observadores distantes, como nosotros.

Normalmente, el gas expulsado está más ionizado y caliente cerca de la estrella, y el menos ionizado y frío se sitúa en las zonas más alejadas. No obstante, como dice nuestro entrevistado, cada nebulosa planetaria es un caso único. La prueba es que la HuBi1 tiene un comportamiento opuesto al esperado, muestra signos de mayor ionización en las capas externas, como si a la nebulosa le hubieran dado la vuelta, como a un calcetín.

“Lo más sorprendente es la estructura de ionización del cascarón brillante central, cuya región interna, más fría que la más externa, desafía las leyes más básicas de la termodinámica y apunta a un episodio peculiar en la evolución estelar”, señala Martín Guerrero. Una de las hipótesis apunta a que la estrella, en un momento del pasado, sufrió una reactivación que provocó una onda de choque que se ha ido desplazando a mayor velocidad por la nube, provocando la inversión que ahora se observa. La estrella renació.

Os invito a escuchar a Martín Guerrero Roncel, astrofísico del Instituto de Astrofísica de Andalucía y del CSIC.

Referencia:
M.A. Guerrero et al. The inside-out planetary nebula around a born-again star. Nature Astronomy.DOI: 10.1038/s41550-018-0551-8


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