Investigación arroja más luz sobre las propiedades de la joven nebulosa planetaria IC 4997


Usando el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), los astrónomos observaron una nebulosa planetaria joven conocida como IC 4997. Los resultados de la campaña de observación, presentados en un artículo publicado el 12 de mayo en arXiv.org, brindan información importante sobre la propiedades de este objeto.

Las nebulosas planetarias (NPe) son capas de gas y polvo en expansión que han sido expulsadas de una estrella durante el proceso de su evolución desde una estrella de secuencia principal a una gigante roja o una enana blanca. Son relativamente raros, pero son importantes para los astrónomos que estudian la evolución química de estrellas y galaxias.

Nebulosa planetaria IC 4997. Crédito: Howard Bond (STScI) y NASA/ESA.

Ubicada a unos 8.000 años luz de la Tierra, IC 4997 es una PN joven, compacta y de rápida evolución en la constelación de Sagitta. Su temperatura es de unos 20.000 K y tiene un brillo superficial relativamente alto. Contiene una estrella central prominente con una temperatura de alrededor de 49.000 K.

Un equipo de astrónomos dirigido por Xu-Jia Ouyang de la Universidad Sun Yat-sen en Zhuhai, China, realizó recientemente observaciones de radio de IC 4997 utilizando el modo de seguimiento del receptor FAST de 19 haces. El telescopio les permitió detectar la absorción de hidrógeno atómico neutral en este PN, lo que puede tener implicaciones para nuestra comprensión de su naturaleza.

«La absorción H I circunestelar se detecta claramente en el espectro de radio de IC 4997, la primera detección de este tipo de FAST. Esta característica se origina en un caparazón asociado con uno de los componentes de velocidad de las líneas Na I D», escribieron los investigadores en el artículo.

El descubrimiento es importante dado que el número de PNe con detecciones de hidrógeno atómico neutro circunestelares es extremadamente pequeño, en comparación con el número total de PNe galácticas verificadas (alrededor de 3.800). Encontrar e investigar tales características podría mejorar nuestro conocimiento sobre la masa y la dinámica del balance de gas atómico en PNe.

El espectro FAST de alta resolución y alta sensibilidad permitió a los investigadores estimar con precisión los parámetros de la absorción circunestelar H I. La velocidad de reposo estándar local (LSR) de la absorción máxima se midió en −63,27 km/s, y se encontró que el ancho total a la mitad del máximo (FWHM) era de 12,74 km/s. Cuando se trata de la máxima densidad de flujo de absorción, se calculó en −8,07 mJy, mientras que la densidad de flujo integrada resultó estar en un nivel de −136,7 mJy km/s.

El estudio encontró que el número total de átomos de hidrógeno en la capa atómica de IC 4997 es de aproximadamente 17 septendecillones. Esta capa atómica de hidrógeno tiene una masa de unas 0,0146 masas solares y los resultados sugieren que fue expulsada hace al menos 990 años durante la fase de superviento. La densidad de la columna del hidrógeno atómico neutro se estimó en aproximadamente 710 quintillones de cm-2.

Los astrónomos notaron que el hidrógeno neutro en IC 4997 es comparable a la nebulosa ionizada en masa, y puede haber aumentado en los últimos 36 años. Sin embargo, la masa nebular total sigue siendo mucho menor que la esperada para el superviento. Agregaron que su detección demuestra la viabilidad de usar FAST para buscar hidrógeno atómico en una muestra grande de PNe y revelar nuevos conocimientos sobre el llamado problema de masa faltante de PN.

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