Algunos de los primeros datos del Telescopio Espacial James Webb de la NASA han demostrado que hubo al menos dos, y posiblemente tres, estrellas invisibles que crearon las formas alargadas y curvas de la Nebulosa del Anillo Sur. Además, por primera vez, al emparejar las imágenes infrarrojas de Webb con los datos existentes del observatorio Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea), los investigadores pudieron identificar con precisión la masa de la estrella central antes de que creara la nebulosa.
Un equipo de casi 70 investigadores dirigido por Orsola De Marco de la Universidad Macquarie en Sydney, Australia, analizó las 10 exposiciones altamente detalladas de Webb de esta estrella moribunda para producir estos resultados.
Sus cálculos muestran que la estrella central tenía casi tres veces la masa del Sol antes de expulsar sus capas de gas y polvo. Después de esas eyecciones, ahora mide alrededor del 60 por ciento de la masa del Sol. Conocer la masa inicial es una pieza crítica de evidencia que ayudó al equipo a reconstruir la escena y proyectar cómo se pueden haber creado las formas en esta nebulosa.
Comencemos con la celebridad de primer nivel de esta «fiesta» en particular, la estrella que se desprendió de sus capas de gas y polvo durante miles de años. Aparece rojo en la imagen de la izquierda porque está rodeado por un disco polvoriento en órbita similar en tamaño al Cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar. Mientras que algunas estrellas expulsan sus capas como actos en solitario «en el escenario», los investigadores proponen que había algunos compañeros con asientos de primera fila, y al menos uno que puede haberse unido a la estrella central antes de que comenzara a crear la Nebulosa del Anillo Sur. «Con Webb, es como si nos dieran un microscopio para examinar el universo», dijo De Marco. «Hay tantos detalles en sus imágenes. Abordamos nuestro análisis como científicos forenses para reconstruir la escena».
Es común que pequeños grupos de estrellas, que abarcan un rango de masas, se formen juntas y continúen orbitando entre sí a medida que envejecen. El equipo utilizó este principio para retroceder en el tiempo, por miles de años, para determinar qué podría explicar las formas de las coloridas nubes de gas y polvo.
Primero, se centraron en la estrella envejecida que arrojó sus capas y todavía está rodeada por una polvorienta «capa» roja de polvo. Una extensa investigación sobre este tipo de estrellas envejecidas muestra que las capas polvorientas como estas deben tomar la forma de discos polvorientos que orbitan la estrella. Una inmersión rápida en los datos reveló el disco. «Esta estrella ahora es más pequeña y caliente, pero está rodeada de polvo frío», dijo Joel Kastner, otro miembro del equipo, del Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York. «Creemos que todo ese gas y polvo que vemos arrojado por todo el lugar debe haber venido de esa estrella, pero fue arrojado en direcciones muy específicas por las estrellas compañeras».
Antes de que la estrella moribunda arrojara sus capas, el equipo propone que interactuó con una o incluso dos estrellas compañeras más pequeñas. Durante esta «danza» íntima, las estrellas que interactúan pueden haber lanzado chorros de dos lados, que aparecieron más tarde como proyecciones más o menos emparejadas que ahora se observan en los bordes de la nebulosa. «Esto es mucho más hipotético, pero si dos compañeros estuvieran interactuando con la estrella moribunda, lanzarían chorros que podrían explicar estos golpes opuestos», explicó De Marco. La capa polvorienta alrededor de la estrella moribunda apunta a estas interacciones.
¿Dónde están esos compañeros ahora? O son lo suficientemente tenues como para esconderse, camuflados por las luces brillantes de las dos estrellas centrales, o se han fusionado con la estrella moribunda.
Las formas complejas de la Nebulosa del Anillo Sur son otra evidencia de compañeros invisibles adicionales: sus eyecciones son más delgadas en algunas áreas y más gruesas en otras. Una tercera estrella que interactúa estrechamente puede haber agitado los chorros, sesgando las eyecciones uniformemente equilibradas como arte de giro. Además, una cuarta estrella con una órbita ligeramente más amplia también podría haber «agitado la olla» de eyecciones, como una espátula que corre a través de la masa en la misma dirección cada vez, generando el enorme conjunto de anillos en los confines de la nebulosa.
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