Una pareja de viejas estrellas, responsable de moldear la espectacular forma de una nebulosa planetaria

El trabajo, que ha empleado el telescopio VLT de ESO, resuelve el enigma del origen de la forma de la nebulosa Fleming 1, poniendo fin a un debate de más de tres décadas

El equipo, con participación del IAC, concluye que su particular aspecto se debe a la interacción de dos enanas blancas, estrellas del mismo tipo que el Sol pero en la fase final de sus vidas

Un equipo de astrónomos, con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha resuelto el misterio del origen de la forma de una de las nebulosas planetarias más sorprendentes. Empleando el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO, en su acrónimo inglés), los astrónomos han descubierto que la compleja simetría observada en la nebulosa se debe a la interacción de dos estrellas que orbitan entre sí. Los resultados aparecen publicados en el último número de la revista Science .

En concreto, el grupo de investigadores, dirigido por el astrónomo de ESO Henri Boffin, ha observado en profundidad la nebulosa planetaria Fleming 1. Se trata de un ejemplo paradigmático de nebulosa planetaria, en la que se observan chorros de gas que se alejan del centro a muy alta velocidad siguiendo trayectorias curvadas en forma de S. Fue descubierta hace apenas un siglo por Williamina Fleming, antigua sirvienta del director del Harvard College Observatory, quien la contrató para procesar datos astronómicos tras demostrar su talento en esta tarea.

“A pesar de su nombre, las nebulosas planetarias nada tienen que ver con los planetas. El adjetivo se popularizó en el siglo XVIII, dado que al observarse con pequeños telescopios, estos objetos parecían discos de planetas distantes. Ahora sabemos que las nebulosas planetarias son nubes de gas caliente expulsadas por estrellas moribundas. Pero aún quedan muchas cuestiones que responder, especialmente sobre el origen de las formas tan complejas, variadas e inesperadas que las caracterizan”, explica el investigador del IAC Romano Corradi.

El equipo combinó observaciones en el VLT con modelos físicos para explicar, por primera vez, la formación de Fleming 1. Estudiando en detalle la luz que emanaba del centro de la nebulosa descubrieron no una sino dos estrellas girando rápidamente una alrededor de la otra cada 1,2 días.

“El origen de las hermosas e intrincadas formas de Fleming 1 y objetos similares ha sido un tema controvertido durante muchas décadas. Ya anteriormente se había sugerido que podría tratarse de un sistema binario, pero siempre se pensaba que las dos estrellas estarían bien separadas y tendrían periodos orbitales de muchos años. Gracias a nuestro trabajo, que nos ha permitido mirar detenidamente en el centro de la nebulosa, hemos encontrado que la pareja de estrellas orbita mil veces más cerca”, señala Boffin.

Corradi añade: “En esta espectacular nebulosa, observamos cómo la naturaleza crea estructuras complejas, organizadas y simétricas siempre que disponga de una fuente abundante de energía. En este caso, la enorme fuerza gravitatoria debida a la órbita tan cercana de las dos estrellas”.

La investigación que publica Science es una prueba más de la creciente importancia de las estrellas binarias en astrofísica: “Muchos de los fenómenos más energéticos que observamos, como supernovas o estallidos de rayos gamma, son resultado de la interacción entre parejas de estrellas que orbitan entre sí. Ahora sabemos que estas interacciones son también claves para entender las nebulosas planetarias, una fase de la vida de las estrellas que también atravesará nuestro Sol dentro de unos miles de millonesde años”, apunta el investigador del IAC.

¿Cuándo surgen las nebulosas planetarias? Cuando una estrella con una masa parecida al Sol se aproxima al final de su vida, se desprende de sus capas externas y éstas forman una brillante nebulosa planetaria gracias a la intensa radiación del núcleo caliente. Mientras que las estrellas son prácticamente esféricas, muchas de estas nebulosas tienen una morfología extremadamente compleja. Algunas de las más espectaculares – Fleming 1 entre ellas- presentan estructuras que guardan una simetría particular en forma de S. Cuando se forman por parejas de estrellas, el fenómeno se explica porque una de ellas actúa como un ‘vampiro estelar’, absorbiendo el material de su compañera. Este material fluye hacia la estrella vampiro creando una estructura en forma de disco llamada “disco de acreción”. La interacción gravitatoria del disco con las dos estrellas provoca que éste se tambalee de modo semejante a una peonza, un movimiento que los astrofísicos llaman precesión. A su vez, este movimiento afecta al comportamiento de cualquier material que sea lanzado desde el sistema y, como prueba el estudio, causa el patrón simétrico en forma de S observado en los chorros de alta velocidad de Fleming 1.

El equipo está formado por H. M. J. Boffin (European Southern Observatory, Chile), B. Miszalski (South African Astronomical Observatory; Southern African Large Telescope Foundation, Sudáfrica), T. Rauch (Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Tübingen, Alemania), D. Jones (European Southern Observatory, Chile), R. L. M. Corradi (Instituto de Astrofísica de Canarias), R. Napiwotzki (University of Hertfordshire, Reino Unido), A. C. Day-Jones (Universidad de Chile, Chile), and J. Köppen (Observatoire de Strasbourg, Francia).

Fuente: IAC

El ‘Hubble’ fotografía la galaxia más lejana del universo captada hasta ahora

La galaxia más lejana descubierta hasta ahora es pequeña, está a 13.300 millones de años luz de distancia de la Tierra y la luz que ven ahora los astrónomos la emitió cuando solo habían transcurrido unos 420 millones de años desde el Big Bang (el universo tiene ahora 13.700 millones). El telescopio Hubble, junto con el también observatorio espacial Spitzer (de infrarrojo) y la ayuda de la naturaleza mediante una lente gravitacional (que magnifica la luz) ha permitido a los astrónomos encontrar este objeto que es un récord de distancia. Marc Postman, delInstituto de Ciencia del Telescopio Espacial (en Baltimore, EE UU) y sus colegas explicarán con detalle su investigación en un artículo que se publicará el próximo 20 diciembre en la revista The Astrophysical Journal.

MACS0647-JD, como se llama la lejana galaxia, es tan pequeña que más bien parece un primer estadio para formar una más grande, informan los científicos en un comunicado de la NASA. Mide menos de 600 años luz de diámetro, cuando los estudios de los astrónomos indican que una típica galaxia de su edad debería medir unos 2.000 años luz. En comparación, nuestra Vía Láctea mide unos 150.000 años luz de diámetro y la vecina Gran Nube de Magallanes, unos 14.000 años luz.

Postman lidera un proyecto de investigación con el Hubble dedicado a rastrear el cielo en busca de lentes gravitacionales y supernovas denominado CLASH, y ya habían descubierto una galaxia muy lejana, que era el récord hasta ahora, correspondiente al cosmos cuando tenía 490 millones de años (frente a los 420 del último hallazgo).

"Sin el efecto de magnificación de la lente gravitacional, la observación de esta galaxia habría requerido un esfuerzo hercúleo", dice Postman.

El efecto de lente gravitacional consiste en un masivo grupo de galaxias que magnifica la luz de objetos que están detrás de él haciendo que resulten varias veces más brillantes de lo que se verían sin este efecto. "El grupo galáctico hace los que ningún telescopio construido por el hombre puede hacer", añade el astrónomo.

Además del Hubble, el Spitzer ha sido necesario en esta investigación debido al llamado corrimiento al rojo, extremo en este caso. Debido a la expansión del universo, las ondas de luz de los objetos distantes seestiran, de manera que aunque haya sido emitida en ultravioleta o en luz visible se capta aquí en mayores longitudes de onda, como el infrarrojo. Los científicos explican que si el objeto emitiera directamente en infrarrojo, con el Spitzer se vería brillante, mientras que apenas es detectable incluso con este telescopio, lo que indica que está a gran distancia. Según los cálculos de Postman y sus colegas, el corrimiento al rojo de MACS0647-JD es de z=11, el más alto que se ha observado hasta ahora.

Fuente: ElPaís

El Planeta Vagabundo

Un mundo errante vaga por el espacio. El insólito objeto cósmico, detectado por el Observatorio Austral Europeo (ESO, por sus siglas en inglés), flota libremente por el Universo sin estrella anfitriona. Este cuerpo es el mejor candidato descubierto hasta ahora que podría clasificarse como planeta errante y el objeto de este tipo más cercano al Sistema Solar, ya que se encuentra a una distancia de unos 100 años luz.

Los planetas errantes son objetos de masa planetaria que vagabundean por el espacio sin estar atados a ninguna estrella. Ya se han encontrado antes posibles ejemplos de este tipo de objetos, pero, al no conocer sus edades, los astrónomos no podían saber si se trataba de planetas o de enanas marrones — estrellas 'fallidas' que perdieron la masa necesaria para desencadenar las reacciones que hacen brillar a las estrellas.

Pero ahora los astrónomos han descubierto un objeto, denominado CFBDSIR2149, que parece formar parte de un grupo cercano de estrellas jóvenes conocido como Asociación estelar de AB Doradus. Los investigadores encontraron el objeto en unas observaciones realizadas con el telescopio CFHT (Canada France Hawaii Telescope) y han aprovechado las capacidades del VLT (Very Large Telescope) de ESO para examinar en profundidad sus propiedades.

El lazo entre el nuevo objeto y la asociación estelar es la clave que permitirá a los astrónomos deducir la edad del nuevo objeto descubierto. Si el objeto está asociado a este grupo en movimiento -y por tanto es un objeto joven— es posible deducir aún más cosas sobre él, incluyendo su temperatura, su masa, y de qué está compuesta su atmósfera. Se trata del primer objeto de masa planetaria aislado identificado en una asociación estelar, y su relación con este grupo lo convierte en elcandidato a planeta errante más interesante de los identificados hasta el momento.

"Buscar planetas alrededor de sus estrellas es similar a estudiar una mosca sentada a un centímetro de un distante y potente faro de coche", afirma Philippe Delorme (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble), investigador principal del nuevo estudio. "Este objeto errante cercano nos da la oportunidad de estudiar la mosca con detalle sin la deslumbrante luz del faro estorbándonos".

Se cree que objetos como este se pueden crear de dos modos, ambos intrigantes: como planetas normales que han sido expulsados del sistema que los albergaba, o bien como objetos solitarios como las estrellas más pequeñas o enanas marrones.

Este tipo de planetas pueden ser una ventana a multitud de conocimientos sobre el Universo. "Estos objetos son importantes, ya que pueden ayudarnos tanto a comprender más sobre cómo pueden eyectarse planetas de sistemas planetarios, como a entender cómo objetos muy ligeros pueden resultar del proceso de formación de una estrella", afirma Philippe Delorme. "Si este pequeño objeto es un planeta que ha sido eyectado de su sistema original, saca de la nada la asombrosa imagen de mundos huérfanos, a la deriva en el vacío del espacio".

Sin embargo, las investigaciones aún deben continuar para certificar si este objeto es definitivamente un planeta errante.

IAC, Descubierto el origen de la supernova más brillante de la historia

Un equipo internacional, liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de Barcelona (UB), descubre que la explosión de la supernova del año 1006 se produjo probablemente por la fusión de dos estrellas enanas blancas.

Entre el 30 de abril y el 1 de mayo del año 1006 se produjo el evento estelar más brillante registrado jamás en toda la historia: una supernova o explosión estelar que pudo ser observada por distintas civilizaciones en diferentes lugares del globo terrestre. Más de mil años después, un equipo liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), de la Universidad de Barcelona (UB) y del CSIC ha descubierto que la SN1006 se produjo probablemente como consecuencia de la fusión de dos estrellas enanas blancas. El hallazgo aparece publicado en la revista Nature.

La supernova del año 1006 fue observada por distintas comunidades de astrónomos en todo el mundo. Algunos de ellos, como los astrónomos chinos, resaltaron que el evento astronómico fue visible durante tres años. El registro más explícito, realizado por un astrónomo egipcio, señala que el fenómeno fue aproximadamente tres veces más brillante que Venus o que emitió luz en una cantidad equivalente a casi una cuarta parte del brillo de la Luna.

El investigador del IAC que lidera este trabajo, Jonay González Hernández, explica: “Hemos realizado una exploración exhaustiva en torno al lugar donde se produjo la explosión de la supernova de 1006 y no hemos encontrado nada, lo que invita a pensar que este evento se produjo probablemente por una colisión y fusión de dos estrellas enanas blancas de masa similar”. Las enanas blancas son estrellas que se encuentran en la última etapa de su vida y que, al agotar su combustible, se van enfriando muy lentamente.

La SN 1006 pertenece al tipo de supernovas que se producen en sistemas binarios, aquellos constituidos por dos objetos astronómicos ligados entre sí por su fuerza gravitatoria. Estos sistemas pueden estar formados por una enana blanca y una estrella compañera ‘normal’ que le aporte la materia necesaria para alcanzar una masa crítica de 1,4 veces la masa del Sol, la llamada masa límite de Chandrasekhar. La enana blanca va aumentando su densidad y su temperatura y, una vez alcanza esta masa, estalla como supernova. Otra opción es que el sistema esté compuesto por dos enanas blancas que acaben por fusionarse en una supernova.

Las supernovas son explosiones de estrellas que ocurren en la última etapa de sus vidas; emiten muchísima energía y eyectan enormes cantidades de material a gran velocidad al medio interestelar. En particular, el tipo de supernova que aconteció en 1006 se produjo probablemente por una explosión termonuclear de la enana blanca al alcanzar la masa límite de Chandrasekhar a causa de la fusión con la otra enana blanca del sistema binario.

Una enana blanca sin compañera

La pista definitiva que llevó a los investigadores a concluir que en este caso se había producido la fusión de dos enanas blancas fue que esta supernova, a unos 7.000 años luz de la Tierra, no posee una estrella compañera de la enana blanca progenitora. La explosión producida por la fusión de dos enanas blancas, de hecho, no deja ningún rastro, salvo el remanente de supernova que puede ser estudiado hasta siglos después, como en el caso de la supernova de 1006, una de las únicas cuatro supernovas históricas de este tipo ocurridas en la Vía Láctea.

Para el estudio, se usó el espectrógrafo de alta resolución UVES instalado en uno de los cuatro telescopios europeos de 8 metros de VLT, perteneciente al Observatorio Europeo del Sur (ESO, Chile), con el que se observaron las estrellas en torno al lugar de la explosión. Los datos espectroscópicos y fotométricos obtenidos fueron analizados en detalle por González Hernández. “El análisis de las estrellas de la zona de la explosión las descarta como posibles compañeras de la estrella progenitora de la supernova de 1006”, señala el investigador del IAC.

Los astrofísicos analizaron distintos tipos de estrellas en la zona: gigantes, subgigantes y enanas. Según González Hernández, “solo cuatro estrellas gigantes se encuentran a la misma distancia que el remanente de la supernova de 1006, a unos 7.000 años luz de la Tierra, pero las simulaciones numéricas no predicen una compañera de estas características. La apariencia de una posible estrella compañera, incluso mil años después de recibir el violento impacto de una explosión de este tipo, no sería el de una estrella gigante normal”.

La supernova del año 1572

Ya en el año 2004, este grupo de investigación había identificado otra estrella como la compañera de la supernova del año 1572. Pilar Ruiz-Lapuente, investigadora principal de aquel trabajo, también publicado en la revista Nature, y coautora del actual, comenta al respecto: “Entonces exploramos otra región cerca del centro del remanente de la supernova de Tycho y encontramos una estrella subgigante de temperatura similar al Sol, que podía ser la compañera de la estrella progenitora de la supernova de 1572”. Esta astrofísica de la Universidad de Barcelona (Instituto de Ciencias del Cosmos) y del CSIC (Instituto de Física Fundamental) añade: “En este nuevo estudio, nuestra intención era buscar a la compañera de la supernova de 1006, pero, para nuestra sorpresa, no la encontramos”.

Hasta la fecha se habían encontrado algunas supernovas extragalácticas que no mostraban ninguna señal de la existencia de la estrella compañera. “Estos nuevos resultados, junto con otros anteriores, suponen que la fusión de enanas blancas podría ser una vía usual que da lugar a estas violentas explosiones termonucleares”, concluye Ruiz-Lapuente.

Multimedia:

Animación 3D que muestra dos enanas blancas orbitando en torno a su centro de masas y aproximándose progresivamente hasta que acaban fusionándose y dan lugar a la explosión de SN 1006. Crédito: G. Pérez, IAC (SMM)