Imagen de la nebulosa planetaria NGC 6572 obtenida por el Telescopio Espacial Hubble (HST) en los filtros que aíslan las líneas de hidrógeno y oxígeno. Es posible apreciar a sus costados estructuras en forma de anillos que parecen estar justo detrás de la nebulosa principal. (Tomada del artículo Rings and arcs around evolved stars – I. Fingerprints of the last gasps in the formation process of planetary nebulae).
Zacatecas, Zac.-Las nebulosas planetarias son estrellas con una masa similar a la del Sol y que se encuentran en la etapa final de su evolución. En nuestra galaxia se han descubierto aproximadamente 3000 objetos de este tipo, y entre los temas que los astrónomos tratan de entender al respecto de ellas está su proceso de formación, a qué se debe su morfología y por qué solo algunas presentan anillos y arcos a su alrededor.
Cuando las estrellas con una masa intermedia se encuentran en la última etapa de su evolución arrojan gas (el cual forma una nube alrededor de la estrella) y este se ilumina debido a que la temperatura de estas estrellas es muy alta, dando lugar a las nebulosas planetarias con una gran diversidad de formas y colores; sin embargo, conforme el gas se expande, estos objetos brillan menos hasta que, finalmente, se disipan, explicó Gerardo Ramos Larios, de la Universidad de Guadalajara (UdeG) e integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).
En entrevista para la AMC, el doctor en física añadió que las nebulosas planetarias pueden ser observadas en diversos rangos de longitud de onda, como el radio, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y, por tanto, con diferentes tipos de instrumentos, entre ellos, radiotelescopios, telescopios ópticos o telescopios infrarrojos; y cada observación en un rango de longitud de onda ofrece información acerca de un proceso específico que está ocurriendo dentro de ellas.
“En mi grupo de trabajo utilizamos los telescopios del Observatorio Astronómico Nacional con el fin de obtener espectros de alta dispersión y así conocer el movimiento de estos objetos. También recurrimos a radiotelescopios, como el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, ubicado en Puebla, o la Red de Telescopios en Ondas Milimétricas en Chile para detectar moléculas en estos objetos, por lo que colaboramos en diferentes proyectos y tenemos acceso a diferentes instrumentos”, comentó el investigador.
Además, con el Observatorio Astronómico Robótico Primavera de la UdeG, un telescopio pequeño en comparación con otros del mundo, se hacen observaciones de nebulosas planetarias. Lo que se lleva a cabo con este observatorio es la toma de una gran cantidad de imágenes en un tiempo de exposición muy largo, para luego combinarlas y apreciar detalles que no son visibles en exposiciones más cortas.
Acerca de cómo los astrónomos pueden identificar a las nebulosas planetarias, Ramos Larios respondió que es por el espectro de estos objetos, que es la banda de colores que se obtiene al dispersar la luz de una estrella a través de un prisma, y que permite conocer temperatura, velocidades y composición química.
Las estrellas emiten un espectro continuo (luz dispersada en sus colores) con líneas de emisión superpuestas (líneas brillantes), que en el caso de las nebulosas planetarias y de cada elemento químico (como hidrógeno, oxígeno y neón) tienen su propia huella espectral. Entonces, es posible determinar la composición de las nebulosas planetarias al comparar su espectro con el de los elementos químicos.
“La espectroscopia de estos objetos es distintiva, las líneas de emisión particulares que se presentan en las nebulosas planetarias son oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, azufre, entre otras. Además, su imagen en el óptico y el infrarrojo ayudan a reafirmar que se trata de una nebulosa planetaria”, señaló.
Las nebulosas planetarias en las que el astrofísico ha enfocado sus trabajos de investigación son parte de The Strasbourg-ESO Catalogue of Galactic Planetary Nebulae de Acker et al. «Lo primero que hicimos fue revisar este catálogo y buscar objetos observados por el Telescopio Espacial Hubble para su análisis. Se sabía que 25 de estas nebulosas tenían anillos o arcos a su alrededor, y al revisar a profundidad encontramos otras 25 con estas características”.
Una vez identificadas, el investigador y sus colaboradores buscaron conocer los parámetros físicos de estos objetos, como temperatura y densidad, y de esta forma intentar establecer a qué distancia se encuentran, ya que en astronomía este es un parámetro fundamental.
Ahora bien, para conocer la cinemática de una nebulosa planetaria, el análisis del espectro es nuevamente la opción. Las líneas de emisión en el espectro tienen una longitud de onda característica, cuando el objeto se aleja o se acerca estas líneas se mueven al rojo (más lejanas) o al azul (más cercanas) respectivamente, y así se puede determinar su velocidad de expansión.
Con esta información, el doctor Gerardo Ramos Larios y su equipo pueden hacer simulaciones hidrodinámicas 2D de alta resolución para entender cómo se forman los anillos, que solo han sido identificados en 50 nebulosas planetarias de nuestra galaxia, y concluir si estas estructuras se generan siempre, pero se destruyen en determinado momento, o si por el contrario se forman en determinadas circunstancias; lo cual les brindaría mayor información acerca de la formación y evolución de estas estrellas en extinción.
Hasta el momento y con los datos disponibles, el especialista consideró que una posibilidad es que los anillos se destruyen pronto a causa del proceso evolutivo de estas estrellas en extinción que están ionizando material, por lo vientos fuertes que barren este material o cuando se trata de un sistema binario, en el que dos estrellas que orbitan mutuamente y que al evolucionar en nebulosas planetarias tienen formas bipolares que posteriormente destruyen los anillos.
