Nebulosas planetarias, un nombre muy bien puesto

Estos objetos borrosos catalogados por Messier hace tres siglos se asemejaban mucho a Urano en los instrumentos de la época, William Herschel los habían bautizado nebulosas planetarias. Cuando se supo que se trataba de bolsas de gases y polvo expulsados de las estrellas al final de su vida, parecía un nombre poco convenienten. Sin embargo, una verdad de la que nadie sospechaba acaba de ser revelada por un grupo de astrofísicos.

Las nebulosas planetarias están entre los más bonitos objetos astrofísicos que se pueden admirar en el cosmos con un telescopio. Se trata de fenómenos transitorios, sólo existen durante algunas decenas de millares de años que se forman cuando las estrellas terminan su vida y abandonan la secuencia principal (en el diagrama HR). En definitiva, se trata de un momento en comparación con los diez mil millones de años de esperanza de vida media para estrellas enanas como el Sol, la probabilidad de observar tal acontecimiento parece relativamente escasa.

Nuestra galaxia cuenta con alrededor de 200 mil millones de estrellas, se conocen alrededor de 1.500 nebulosas planetarias. Se puede observar una asombrosa variedad de formas complejas y colores, correspondientes a distintos períodos de la evolución dinámica y química de las capas superiores que envuelven a una estrella, que expulsa mientras que se desplaza sobre la Rama Asintótica Gigante (AGB).

La nebulosa del Ojo de Gato. NASA

Eric Blackman, un astrofísico de la Universidad de Rochester, piensa actualmente junto a otros colegas que una de las explicaciones de la gran variedad de formas de las nebulosas planetarias, a menudo asociadas a chorros de materia y estructuras en espirales, residiría en la presencia cercana o alejada de una estrella de baja masa, o incluso de un planeta especialmente grande, en órbita en torno a la estrella agonizante. Un planeta gigante podría complicar la “expansión normal” de gases y polvo de la estrella.

Por una ironía de la historia de la astrofísica, el nombre de nebulosa planetaria, que parecía poco conveniente desde que se había comprendido su verdadera naturaleza de nube de polvo y gases expulsados por una estrella, no lo sería pues, al menos para algunas de ellas.

Según los cálculos y las simulaciones numéricas, de los procesos hidrodinámicos y magnetohidrodinámicos complejos se producirían entonces, en particular, la aparición de ondas espirales de gases comprimidos y polvo que forman discos que rodean a la estrella principal. Debido a la turbulencia y a las diferencias de velocidades de rotación en estas estructuras, un efecto dínamo podría producirse con una amplificación del campo magnético de la estrella. A su vuelta, este campo magnético influiría sobre la materia expulsada por la estrella para canalizarlo y producir los chorros que se observan a menudo en estas nebulosas.

Una simulación numérica de la influencia del exoplanete sobre el sobre gas expulsado por la estrella central agonizante. La formación de una onda espiral es bien visible. Foto: Rochester University

Otro hecho viene a apoyar esta teoría. Los investigadores calcularon que la compresión de la materia producida por las ondas espirales causaría bruscos liberaciones de calor, haciendo fundir el polvo dejando gotas de líquido que se enfrían lentamente. Ahora bien, en tales condiciones, las moléculas de estas gotas terminan por solidificarse para formar estructuras cristalinas.

Sería la explicación ideal para dar cuenta de las extrañas formas espectrales que dan prueba de la presencia de cristales en algunas de estas nebulosas y que no se comprendían hasta hoy.