Las nebulosas planetarias son objetos de tal belleza, que sus imágenes nos invitan a jugar como lo hacen los niños que se divierten buscando en las nubes figuras conocidas. Podríamos decir que, en cierto sentido, una nebulosa planetaria también es una nube, pero de dimensiones gigantescas y con una densidad que compite con la del vacío más extremo que se puede conseguir en los laboratorios. Un objeto astronómico así es en realidad el producto de la agonía de una estrella semejante al Sol en tamaño.

Cuenta nuestro invitado en Hablando con Científicos, Martín Guerrero Roncel, investigador del IAA , que dentro de unos 5.000 millones de años, cuando agote el hidrógeno que alimenta el reactor de fusión nuclear en su núcleo, el Sol también formará una nebulosa planetaria. El proceso comenzará con la expansión de sus capas más externas formando una gigante roja que engullirá a la Tierra y al resto de los planetas, la nube de materia expulsada por la estrella y se irá expandiendo por el espacio hasta alcanzar a las estrellas vecinas.

Una nube así no sería visible si no fuera porque la estrella remanente, formada por un núcleo de carbono y oxígeno, rodeado de capas de helio e hidrógeno como si se tratara de una inmensa cebolla cósmica, alcanza temperaturas tan altas que inunda a la nebulosa con su radiación. Toda esa energía en forma de fotones muy energéticos acaba chocando y excitando a los átomos de la nebulosa, los cuales, se ven obligados a reemitir la energía en forma de luz que luego pueden captar los telescopios. Aún falta mucho tiempo para que el Sol se transforme así, pero los astrónomos han podido ver muchas otras estrellas que ya han alcanzado ese estado de senectud.

Los astrónomos, jugando como niños que miran las nubes, han puesto a las nebulosas planetarias nombres como Alas de Mariposa, la Hélice, la Tarántula, el Velo, etc.

Hoy, Martín Guerrero nos invita a visitar una nebulosa muy especial, situada a 18.000 años luz en la constelación de Ara, que lleva por nombre la nebulosa de la Mantarraya (Stingray). A la derecha tienes su imagen, echadle imaginación y veréis el porqué de tan extraño apodo. Mantarraya, también conocida con el menos interesante título de Hen3-1357, es una nebulosa planetaria joven que en 1971 estaba clasificada como una estrella, pero que en 1989 se descubrió que se había transformado en una nebulosa. Por supuesto, las cosas no suceden así, de la noche a la mañana en términos astronómicos, el proceso de formación de la nebulosa requiere miles o millones de años, pero los cambios de radiación que se producen en la estrella central pueden transformar la imagen de la nebulosa en poco tiempo haciéndola visible o apagándola.

Dos imágenes de la nebulosa de la Mantarraya tomadas por el telescopio espacial Hubble en 1996 y en 2016 muestran cambios muy importantes en la luminosidad de la nebulosa en algunas frecuencias de luz emitida por los átomos de nitrógeno, hidrógeno y oxígeno que la componen. Los cambios obedecen a las variaciones de su estrella central, SAO 244567, cuya temperatura superficial aumentó hasta los 60.000 grados, diez veces la temperatura del Sol, en un breve periodo de tiempo entre 1971 y 2002. Durante ese periodo, el exceso de radiación emitida excitó los átomos que componen la nebulosa haciéndola brillar como lo demuestra la imagen obtenida por el telescopio espacial Hubble en 1996. Después, la estrella se fue enfriando y con el descenso de radiación, la visión de la nebulosa también fue perdiendo brillo. Cuando los astrónomos enfocaron hacia Mantarraya el Hubble en 2016, la imagen obtenida había cambiado por completo.

Según cuenta nuestro invitado, los cambios pueden ser debidos a que la estrella sufrió un súbito proceso de fusión en la capa de helio bajo la superficie que provocó un flash de radiación que inundó la nebulosa. Estos fenómenos son poco frecuentes pero muy llamativos y permiten detectar variaciones de luminosidad que, como sucede en este caso, pueden ser observados por los astrónomos en pocos años.

De estas y otras muchas cosas nos habla hoy Martín Guerrero Roncel, Investigador en el departamento de radioastronomía y estructura galáctica del Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC, os invito a escucharle.

Referencia:

B. Balick, M. A. Guerrero, G. Ramos-Larios. The Fall of the Youngest Planetary Nebula, Hen3-1357. Astrophysical Journal, Dec 2020.

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