Webb revela detalles intrincados sobre los restos de una estrella moribunda

Nota del editor:Esta publicación destaca datos de la ciencia en progreso de Webb, que aún no ha pasado por el proceso de revisión por pares.

El telescopio espacial James Webb de la NASA obtuvo imágenes de la Nebulosa del Anillo, uno de los ejemplos más conocidos de nebulosa planetaria. Al igual que la Nebulosa del Anillo Sur, una de las primeras imágenes de Webb, la Nebulosa del Anillo muestra estructuras intrincadas de las etapas finales de una estrella moribunda. Roger Wesson, de la Universidad de Cardiff, nos cuenta más sobre esta fase del ciclo de vida estelar de una estrella similar al Sol y cómo las observaciones de Webb le han dado a él y a sus colegas información valiosa sobre la formación y evolución de estos objetos, insinuando un papel clave para las compañeras binarias.

“Alguna vez se pensó que las nebulosas planetarias eran objetos simples y redondos con una sola estrella moribunda en el centro. Fueron nombrados por su apariencia borrosa, parecida a un planeta, vista por pequeños telescopios. Hace sólo unos miles de años, esa estrella todavía era una gigante roja que estaba perdiendo la mayor parte de su masa. Como último adiós, el núcleo caliente ahora ioniza o calienta este gas expulsado, y la nebulosa responde con una emisión de luz colorida. Sin embargo, las observaciones modernas muestran que la mayoría de las nebulosas planetarias muestran una complejidad impresionante. Surge la pregunta: ¿cómo crea una estrella esférica estructuras no esféricas tan intrincadas y delicadas?

“La Nebulosa del Anillo es un objetivo ideal para desentrañar algunos de los misterios de las nebulosas planetarias. Está cerca, a aproximadamente 2.200 años luz de distancia, y es brillante: visible con binoculares en una clara tarde de verano desde el hemisferio norte y gran parte del sur. Nuestro equipo, denominado equipo ESSENcE (Evolved StarS and Their Nebulae in the JWST Era), es un grupo internacional de expertos en nebulosas planetarias y objetos relacionados. Nos dimos cuenta de que las observaciones de Webb nos proporcionarían información invaluable, ya que la Nebulosa del Anillo encaja perfectamente en el campo de visión de los instrumentos NIRCam (Cámara de infrarrojo cercano) y MIRI (Instrumento de infrarrojo medio) de Webb, lo que nos permite estudiarla en una escala espacial sin precedentes. detalle. Nuestra propuesta de observarla fue aceptada (programa de Observadores Generales 1558) y Webb capturó imágenes de la Nebulosa del Anillo apenas unas semanas después de que comenzaran las operaciones científicas el 12 de julio de 2022.

“Cuando vimos las imágenes por primera vez, nos sorprendió la cantidad de detalles que contenían. El brillante anillo que da nombre a la nebulosa está compuesto por unos 20.000 grupos individuales de denso gas hidrógeno molecular, cada uno de ellos aproximadamente tan masivo como la Tierra. Dentro del anillo, hay una estrecha banda de emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos o HAP, moléculas complejas que contienen carbono y que no esperaríamos que se formaran en la Nebulosa del Anillo. Fuera del anillo brillante, vemos curiosos "picos" que apuntan directamente en dirección opuesta a la estrella central, que son prominentes en el infrarrojo pero que sólo eran visibles muy débilmente en las imágenes del Telescopio Espacial Hubble. Creemos que esto podría deberse a moléculas que pueden formarse en las sombras de las partes más densas del anillo, donde están protegidas de la intensa y directa radiación de la caliente estrella central.

“Nuestras imágenes MIRI nos proporcionaron la visión más nítida y clara hasta el momento del tenue halo molecular fuera del anillo brillante. Una revelación sorprendente fue la presencia de hasta diez rasgos concéntricos regularmente espaciados dentro de este tenue halo. Estos arcos debieron formarse aproximadamente cada 280 años cuando la estrella central se desprendía de sus capas exteriores. Cuando una sola estrella evoluciona hacia una nebulosa planetaria, no conocemos ningún proceso que tenga ese tipo de período de tiempo. En cambio, estos anillos sugieren que debe haber una estrella compañera en el sistema, orbitando tan lejos de la estrella central como lo hace Plutón de nuestro Sol. Mientras la estrella moribunda se deshacía de su atmósfera, la estrella compañera moldeaba el flujo y lo esculpía. Ningún telescopio anterior tenía la sensibilidad y la resolución espacial para descubrir este efecto sutil.

“Entonces, ¿cómo es que una estrella esférica formó una nebulosa tan estructurada y complicada como la Nebulosa del Anillo? Un poco de ayuda de un compañero binario bien puede ser parte de la respuesta”.

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