Astrónomos encontraron la nebulosa planetaria más vieja del universo


Las nebulosas planetarias son “restos” efímeros de estrellas similares al sol. La mayoría de estos «fantasmas de estrellas» solo duran, como máximo, unos 25.000 años. Por lo general, sus nubes de escombros se dispersan tan ampliamente que se desvanecen con bastante rapidez. Sin embargo, hay uno que ha durado al menos 70.000 años. Eso lo convierte en una «gran dama» de las nebulosas planetarias.

Un equipo de astrónomos dirigido por miembros del Laboratorio de Investigación Espacial (LSR) y el Departamento de Física de la Universidad de Hong Kong descubrió esta rara joya celestial en el cúmulo estelar abierto M37. Orbita en nuestra galaxia en el mismo brazo galáctico que el Sol y contiene unas 1.500 masas solares. El objeto, llamado IPHASX J055226.2+323724, es la tercera nebulosa planetaria conocida asociada con un cúmulo abierto en nuestra galaxia. Entonces, ¿cómo saben los astrónomos que es tan antiguo?

La nebulosa planetaria encontrada en M37 (la flecha apunta hacia ella). Cortesía del Laboratorio de Investigación Espacial (LSR) y del Departamento de Física de la Universidad de Hong Kong (HKU).

Comprender esta nebulosa planetaria envejecida

Una nebulosa planetaria es una estrella enana blanca caliente rodeada por una capa de material que expulsa a medida que envejece. En algunas nebulosas planetarias, la capa es aproximadamente circular, mientras que en otras puede tener un aspecto bipolar. La radiación de la estrella calienta la nebulosa, lo que hace que brille. La edad del caparazón en expansión puede parecer difícil de determinar. Sin embargo, hay maneras. El equipo que descubrió este objeto, dirigido por Quentin Parker de HKU, descubrió que tiene una «edad cinemática» de 70.000 años. Esa es una estimación, pero es buena, según la rapidez con la que se expande la nebulosa. Las pistas se encuentran en el espectro de emisión de la luz emitida por el gas caliente que brilla intensamente en la capa en expansión alrededor de la estrella moribunda. Esas son «líneas de emisión».

El equipo también asumió que la velocidad de expansión se ha mantenido igual desde el principio. Combinando todo eso, se obtiene el tiempo transcurrido desde que, al morir, la estrella expulsó por primera vez sus capas externas. En este caso, se trata de 70.000 años. En comparación, la mayoría de las nebulosas planetarias «típicas» solo duran entre 5.000 y 25.000 años. Ese es un tiempo relativamente rápido, en comparación con la vida de la estrella, que podría haber sido alrededor de cientos de millones o miles de millones de años.

Además, el hecho de que IPHASX J055226.2+323724 aún sea visible a pesar de su antigüedad y tamaño ampliado, lo hace doblemente raro. Su ubicación muestra que “vive” en un entorno relativamente “seguro”. Esa casa en un cúmulo abierto permite que la nube de gas y polvo en expansión se desvanezca. Si la estrella estuviera en el medio interestelar, el caparazón podría verse afectado por otras influencias.

Charla técnica sobre IPHASX J055226.2+323724

El entorno de esta nebulosa planetaria dentro de un cúmulo estelar le dio al equipo científico más información sobre la estrella original que creó la nebulosa. Actualmente, es una enana blanca, la estrella progenitora que envejece después de que se encoge sobre sí misma y expulsa sus capas externas. Es un objeto muy caliente que tardará miles de millones de años en enfriarse. Sin embargo, cuando todavía era una estrella similar al Sol, tenía alrededor de 2-3 masas solares. El equipo pudo estimar qué masa contenía cuando expulsó por primera vez el material que se convirtió en el caparazón y averiguar cuál es su masa ahora. Utilizando los datos de distancia de Gaia, también descubrieron que la capa de material en expansión ahora tiene unos 3,2 parsecs de ancho. (A modo de comparación, la distancia entre el Sol y su estrella vecina más cercana, Próxima Centauri, es de 1,3 parsecs). Eso sitúa la capa en el extremo extremadamente grande de los tamaños de nebulosas planetarias conocidas.

El Dr. Vasiliki Fragkou, el primer autor del artículo que describe el trabajo en esta nebulosa, describió el entorno de la nebulosa planetaria de cúmulo abierto (OC-PN) como «Estoy muy emocionado de poder trabajar en estos fascinantes casos raros de OC- Asociaciones de NP porque siguen arrojando resultados científicos importantes, como los tres casos que hemos encontrado son NP de mariposa (bipolar) en términos de forma, todos son muy débiles y altamente evolucionados, y todos tienen química Tipo I según su emisión y, por supuesto, todos tienen masas progenitoras intermedias a altas”.

Es raro pero útil

Debido a que este es solo el tercer ejemplo conocido de una nebulosa planetaria en un cúmulo estelar abierto en nuestra galaxia, proporciona pistas interesantes sobre la formación del cúmulo donde vive IPHASX J055226.2+323724. El autor correspondiente, el profesor Quentin Parker, señaló que su grupo ha encontrado los tres ejemplos confirmados. «Son increíblemente raros», dijo, «pero también muy importantes, ya que estos hermosos objetos nos permiten determinar de forma independiente puntos en la llamada relación de masa inicial a final (IFMR) para las estrellas».

La función de masa inicial describe la distribución de las masas estelares que se forman en un evento de formación de estrellas en un volumen dado en el espacio. Abarca todos los objetos estelares, desde las enanas marrones de baja masa hasta las estrellas formadas más masivas. Es importante en los cúmulos como una forma de comprender el rango de estrellas que contienen y, junto con la existencia de IPHASX J055226.2+323724, brinda información sobre los tipos de estrellas en M37.

Con información de UniverseToday.com

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