Una estrella zombie dio origen a una nebulosa planetaria invertida

Sobre el final de la vida de las estrellas de baja masa -las que tienen hasta ocho veces el tamaño del Sol- se da un fenómeno que se conoce como nebulosa planetaria, esto es una nube compuesta por el material que es eyectado de la superficie estelar e iluminado por el cuerpo central durante los últimos signos de su actividad nuclear formando estructuras de variada forma e intenso brillo que pueden ser, en algunos casos, visibles a ojo desnudo desde la Tierra. La particular configuración que presentaba una de estas nebulosas -ubicada en nuestra galaxia- llamó la atención de un grupo internacional de investigadores del que formó parte un científico del CONICET en el Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP), que llevó adelante un trabajo multidisciplinario cuyos resultados fueron publicados hoy en la prestigiosa revista Nature Astronomy.

“Como las nebulosas se forman al eyectarse el material que compone las capas más superficiales de una estrella, lo que suele ocurrir es que las regiones cercanas al núcleo central están más afectadas por su luz que las alejadas”, explica Marcelo Miller Bertolami, investigador independiente del CONICET en el IALP y único autor argentino del trabajo. “Sin embargo, ésta que estudiamos presenta una estructura muy particular: está al revés de lo que predice la teoría. Las zonas externas parecen más excitadas que aquellas ubicadas más cerca del cadáver caliente del astro”, detalla.

Este rasgo distintivo generó el interés del equipo de expertos, compuesto además por investigadores de España, Alemania, China y México, quienes comenzaron a estudiar no sólo la nebulosa sino también las características de la estrella central, y repararon en otro detalle extremadamente curioso: “La enorme mayoría de las estrellas del Universo presentan una composición química dominada por el hidrógeno. Por ejemplo, el Sol tiene un 75 por ciento de ese elemento. En ésta en particular prácticamente no está presente y, en contraste, lo que predomina es el helio. Esto generó el interrogante adicional de cómo se formó esa química tan exótica”, subraya.

Basándose en los datos que arrojaron las observaciones de la nebulosa y su objeto central, Miller Bertolami realizó un modelado matemático que resultó consistente con una idea que ya había trabajado durante el desarrollo de su tesis doctoral: las estrellas que renacen, o estrellas zombies. “Lo que planteamos es que, en algunos casos, ese carozo central experimenta una especie de último hálito de vida en el que vuelve a encender sus reacciones nucleares. Durante ese renacimiento, el hidrógeno es arrastrado de nuevo hacia el interior de la estrella y se quema a temperaturas enormes, transformándose en helio. En ese shock, se ilumina violentamente por un tiempo y finalmente muere. Y eso es lo que creemos le ocurrió a este objeto”, comenta.

En ese sentido, puntualiza que “lo que explica que la nebulosa esté al revés es que no es la luz de la estrella central la que altera el material de las regiones externas, sino otro mecanismo que lo excita y hace brillar, que se da a causa de la onda de choque entre el viento de la primera eyección -cuando la estrella comienza a morir- y el que ocurre durante su renacer”.

El experto explica que ese estado zombie de las estrellas dura muy poco tiempo en términos astronómicos: el Universo surgió hace 14 mil millones de años; el Sol, por ejemplo, tiene una edad cercana a los 5 mil millones; una nebulosa planetaria puede durar alrededor de 20 mil años; y este tipo de shock entre cien y mil años. “Podríamos decir como analogía que es como media hora en la vida de una persona”, grafica.

Esta característica efímera en tiempos astronómicos hace que sea muy difícil detectar objetos que estén atravesando este proceso, y de hecho se trata del primero que se encuentra en ese punto preciso. “Son realmente pocas las observaciones que se han realizado sobre estrellas que atravesaron algunas de las otras etapas del renacer. Pero es algo que le ocurre a alrededor del 15 o 20 por ciento de estrellas como el Sol o hasta seis veces más grandes. Hablamos de miles de millones”, concluye.

Por Marcelo Gisande.

Sobre investigación:

Martín Guerrero. Instituto de Astrofísica de Andalucía, España.

Xuan Fang. Laboratorio de Investigación Espacial y Departamento de Física, Universidad de Hong Kong, China.

Marcelo Miller Bertolami. Investigador independiente. IALP. FCAG, UNLP.

Gerardo Ramos-Larios. Instituto de Astronomía y Meteorología (IAM), Universidad de Guadalajara, México.

Helge Todt. Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Potsdam, Alemania.

Alexander Alarie. Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México.

Laurence Sabin. Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México.

Luis F. Miranda. Instituto de Astrofísica de Andalucía, España.

Christophe Morisset. Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México.

Carolina Kehrig. Instituto de Astrofísica de Andalucía, España.

Saúl A. Zavala. Tecnológico Nacional de México.