Las estrellas son bastante pacientes. Pueden vivir miles de millones de años, y típicamente hacen lentas transiciones - a veces durante muchos millones de años - entre las diferentes etapas de sus vidas. Así que cuando el comportamiento de una estrella previamente típica cambia rápidamente en unas pocas décadas, los astrónomos toman nota y se ponen a trabajar.
© NASA/ESA/Bruce Balick/Martín Guerrero/Gerardo Ramos-LariosDos imágenes de la nebulosa Stingray, situada en dirección a la constelación sureña de Ara - o el Altar - capturadas con 20 años de diferencia por el telescopio espacial Hubble de la NASA. La imagen de la izquierda fue tomada en marzo de 1996, mientras que la imagen de la derecha fue capturada en enero de 2016.
La diminuta nebulosa Stingray apareció inesperadamente en la década de 1980 y fue capturada en imágenes por primera vez por los científicos en la década de 1990 utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA. Es de lejos la nebulosa planetaria más joven de nuestro cielo. Un equipo de astrónomos analizó recientemente una imagen más reciente de la nebulosa, tomada en 2016 por el Hubble, y encontró algo inesperado: Como informan en un artículo aceptado por la Astrophysical Journal, la nebulosa Stingray se ha desvanecido significativamente y ha cambiado de forma en el curso de sólo 20 años.
Si el oscurecimiento continúa al ritmo actual, en 20 ó 30 años la nebulosa Stingray será apenas perceptible, y probablemente ya se estaba desvaneciendo cuando el Hubble obtuvo las primeras imágenes claras de ella en 1996, según el autor principal Bruce Balick, un profesor emérito de astronomía de la Universidad de Washington.
"Esta es una desviación sin precedentes del comportamiento típico de una nebulosa planetaria", dijo Balick. "Con el tiempo, esperaríamos que se expandiera y brillase imperceptiblemente, lo que podría pasar fácilmente desapercibido en un siglo o más. Pero aquí estamos viendo a la nebulosa Stingray desvanecerse significativamente en un tiempo increíblemente comprimido de sólo 20 años. Además, su estructura interna más brillante se ha contraído - no expandido - a medida que la nebulosa se desvanece".
Las nebulosas planetarias se forman después de que la mayoría de las estrellas, incluyendo estrellas como nuestro propio sol, se hinchan en gigantes rojas al agotar su combustible de hidrógeno. Al final de la fase de gigante roja, la estrella expulsa entonces grandes cantidades de su material exterior a medida que gradualmente - en el transcurso de un millón de años - se transforma en una pequeña y compacta enana blanca. El material desprendido se expande hacia afuera durante varios miles de años mientras el material de la estrella se calienta, ionizándose y brillando finalmente.
Balick y sus coautores, Martín Guerrero en el Instituto de Astrofísica de Andalucía en España y Gerardo Ramos-Larios en la Universidad de Guadalajara en México, compararon las imágenes del Hubble de la nebulosa Stingray tomadas en 1996 y 2016. La Hen 3-1357 cambió de forma notablemente en 20 años, perdiendo los bordes agudos e inclinados que dieron a la nebulosa Stingray su nombre. Sus colores se han desvanecido en general y las otrora prominentes extensiones azules de gas cerca de su centro han desaparecido en gran parte.
"En una nebulosa planetaria, la estrella es realmente el centro de toda la actividad", dijo Balick. "El material que la rodea responde directamente a la energía de su estrella madre".
El equipo analizó los espectros de luz de la Hen 3-1357 emitida por los elementos químicos de la nebulosa. Los niveles de emisión de hidrógeno, nitrógeno, azufre y oxígeno disminuyeron entre 1996 y 2016, particularmente el oxígeno, que se redujo en un factor de 900. El desvanecimiento resultante del color y el cambio de forma de la nebulosa probablemente estén relacionados con el enfriamiento de su estrella madre - desde un pico de unos 59.704 grados Celsius en 2002 hasta poco menos de 50.000 grados Celsius en 2015 - lo que significa que está emitiendo menos radiación ionizante ultravioleta que calienta el gas expulsado y lo hace brillar.
"Como un incendio forestal apagado, el humo se desvanece más lentamente que las llamas que lo crearon", dijo Balick. "Aún así, nos sorprendimos cuando las imágenes del Hubble revelaron lo rápido que la nebulosa se estaba desvaneciendo. Nos llevó un mes de trabajo creerlo".
Los astrónomos aún no han entendido por qué SAO 244567 hizo que la nebulosa Stingray se iluminara y luego se desvaneciera casi tan rápido. Una teoría, planteada por un equipo dirigido por Nicole Reindl en la Universidad de Potsdam, es que la estrella sufrió un breve estallido de fusión de helio fresco alrededor de su núcleo, que agitó sus capas externas y causó que su superficie se encogiera y se calentara.
Si fuera así, entonces a medida que sus capas externas se asentaran de nuevo, la estrella podría volver a una transición más típica de gigante roja a enana blanca. Sólo las futuras observaciones de la estrella y su nebulosa pueden confirmar esto.
"Desafortunadamente, la mejor herramienta para seguir los futuros cambios en la nebulosa Stingray, el telescopio espacial Hubble, también está cerca del final de su vida", dijo Balick. "Podemos tener esperanzas, pero las probabilidades no son buenas para la supervivencia del Hubble, ya que sus tres giróscopos restantes comienzan a fallar. Es una buena carrera para terminar".
El telescopio espacial Hubble es una asociación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea, o ESA, y es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland. El Instituto Científico del Telescopio Espacial es responsable de las operaciones científicas del Hubble. La investigación también fue financiada por la Unión Europea y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México.
Comentarios del Lector
a nuestro Boletín