El Webb revela que hasta cinco estrellas dieron forma a la nebulosa del Anillo Sur

Las nebulosas planetarias constituyen una de las etapas finales en la vida de estrellas similares al Sol que, tras agotar su combustible, se desprenden de sus capas externas. Forman una envoltura fluorescente en torno a una estrella enana blanca (el núcleo de la estrella tras la expulsión de sus capas exteriores) y pueden adoptar multitud de formas.

Ahora, el telescopio espacial James Webb (JWST, de la NASA, la ESA y la agencia espacial canadiense) ha revelado que entre cuatro y cinco estrellas participaron en la formación de la nebulosa NGC 3132 o del Anillo Sur. El estudio es portada de la revista 'Nature Astronomy'.

"Con el JWST, es como si nos dieran un microscopio para examinar el universo, sus imágenes son muy detalladas", afirma Orsola De Marco, investigadora de la Universidad de Macquarie en Sidney (Australia) que ha liderado el estudio, "y abordamos nuestro análisis de forma muy parecida a como los forenses reconstruyen una escena".

¿Cómo crearon hasta cinco estrellas la nebulosa del Anillo Sur? El primer recuadro muestra un campo más amplio con las estrellas 1, 2 y 5, la última de las cuales orbita alrededor de la estrella 1 mucho más estrechamente que la estrella 2. El segundo, amplía la escena y aparecen otras dos estrellas (3 y 4); la estrella 3 emite chorros. El tercer recuadro muestra la expansión de la estrella 1 a medida que envejece. Tanto la estrella 3 como la 4 emiten una serie de chorros. En el cuarto panel ampliamos la imagen para ver cómo la luz y los vientos estelares están esculpiendo una cavidad en forma de burbuja. La estrella 1 está rodeada por un disco de polvo. En el quinto panel, la estrella 5 interactúa con el gas y el polvo expulsados, generando el sistema de grandes anillos que se ve en la nebulosa exterior. El sexto panel muestra la escena tal y como la observamos hoy día. / NASA, ESA, CSA, E. Wheatley (STScI)

Al combinar imágenes de la estrella moribunda captadas por el Webb con datos del observatorio Gaia (de la ESA), se ha comprobado que esta estrella central, que ahora presenta una masa aproximada del 60 % con respecto a la solar, tenía casi tres veces la del Sol antes de expulsar sus capas externas.

Posteriormente, el equipo se centró en determinar qué podría explicar las formas de las coloridas nubes de gas y polvo, retrocediendo miles de años en el tiempo. Mientras que algunas estrellas expulsan sus capas en solitario, los resultados sugieren que había algunas compañeras que podrían haberse unido a la central antes de que esta empezara a crear la nebulosa del Anillo del Sur.

"Esta estrella es ahora más pequeña y caliente, pero está rodeada de polvo frío", explica Verónica Gómez Llanos, investigadora del IAC y miembro del equipo: "Creemos que todo ese gas y polvo que vemos esparcido por todas partes debe proceder de esa única estrella, pero fue arrojado en direcciones muy concretas por las estrellas compañeras", señala.

El estudio propone que, antes de que la estrella moribunda se desprendiera de sus capas, interactuó con una o incluso dos estrellas compañeras más pequeñas. Durante este "baile", estas podrían haber lanzado chorros en direcciones opuestas, que más tarde se plasmaron como las proyecciones aproximadamente emparejadas que ahora se observan en los bordes de la nebulosa.

"Esto es mucho más hipotético, pero si dos compañeras estuvieran interactuando con la estrella moribunda, lanzarían chorros bidireccionales que podrían explicar estas protuberancias opuestas. El manto polvoriento que rodea a la estrella moribunda apunta a estas interacciones", comenta De Marco.

Estrellas hoy invisibles

¿Pero dónde están ahora esas estrellas compañeras? "O bien son tan débiles que las ocultan las dos brillantes estrellas centrales, o bien se han fusionado con la moribunda", apunta el coautor Martín A. Guerrero, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en el trabajo.

Las complejas formas de la nebulosa del Anillo Sur constituyen un indicio de la presencia de compañeras invisibles, ya que sus eyecciones son finas en algunas zonas y gruesas en otras.

Una tercera estrella en estrecha interacción podría haber desviado los chorros, girando sus direcciones iniciales. Después, una cuarta con una órbita ligeramente más amplia podría haber revuelto más aún estas eyecciones, generando el enorme conjunto de anillos en los extremos exteriores de la nebulosa.

Finalmente, una quinta estrella, que se observa brillante y azulada en las imágenes del JWST, orbita la estrella moribunda lenta, predecible y tranquilamente.

Además del IAA-CSIC y el IAC, desde España también han participado este estudio el Centro de Astrobiología (INTA-CSIC), Gran Telescopio Canarias, la Universidad de La Laguna, el Instituto de Física Fundamental (IFF - CSIC) y el Observatorio Astronómico Nacional (OAN/IGN).

Referencia:

O. De Marco et al. 'The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST'. 'Nature Astronomy', 2022.

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