Reconsiderando la estructura circular de la Nebulosa de Anillo (M57)


Aunque esta nebulosa es uno de los objetos más famosos de nuestros cielos, más de 200 años después de su descubrimiento los astrónomos aún están revelando algunos de sus secretos. La Nebulosa del Anillo fue descubierta a finales del siglo XVIII.

Pero su verdadera forma y estructura han estado poco claras … hasta ahora. Una nueva investigación discrepa con los modelos anteriores de la Nebulosa del Anillo, sugiriendo que el objeto tiene una forma menos esférica.

Bastante brillante y cercana a la Tierra, la Nebulosa del Anillo se encuentra a poco más de 2 000 años luz de distancia de nosotros. Es un ejemplo típico de una nebulosa planetaria, donde una estrella moribunda similar a nuestro Sol ha expulsado sus capas exteriores hacia el espacio. Estas nebulosas están formadas de gas ionizado de la atmósfera de una estrella moribunda. Al final de sus vidas, estas estrellas pierden sus capas exteriores y se convierten en cuerpos muy pequeños y calientes conocidos como enanas blancas, la etapa evolutiva final de una estrella como nuestro Sol.

Los astrónomos querían comprender mejor la estructura de la nebulosa, su evolución, condiciones físicas y movimiento… Y resultó que la Nebulosa del Anillo no tiene, después de todo, forma de anillo. 

Desde la perspectiva de la Tierra, la Nebulosa del Anillo se parece a una forma elíptica simple con límites borrosos. Pero las nuevas observaciones del Hubble muestran claramente que la nebulosa tiene en realidad una ​​forma más parecida a una rosquilla distorsionada. Estamos mirando casi directamente desde abajo de uno de los polos de la estructura, como un colorido y brillante tonel de material que se extiende lejos de nosotros.

Aunque el centro de esta rosquilla puede parecer vacío, está lleno de material de baja densidad que se extiende tanto hacia nosotros como en dirección opuesta, creando una forma parecida a una pelota de rugby encajada en el agujero de la rosquilla.

El espacio que rodea la nebulosa es turbulento y está repleto de estructuras nodulares que se formaron en el pasado de la nebulosa.

Si fuéramos capaces de girar la Nebulosa del Anillo 90 grados y verla de lado, se ha sugerido que en realidad se vería más como Messier 76, una nebulosa también conocida como la "Pequeña Mancuerna".

Las nebulosas planetarias (PNe) son estructuras nebulares formadas por el material expulsado por una estrella moribunda. Su expansión es un fenómeno complejo que está influenciado por diversos factores, siendo dos de los más relevantes la ionización y la interacción del viento.
La ionización es el proceso por el cual los átomos o moléculas pierden uno o más electrones. En el caso de las PNe, la radiación ultravioleta emitida por la estrella central ioniza el gas circundante, creando una capa de gas ionizado.

La presencia de esta capa ionizada genera una presión interna que incide directamente en la expansión del material. Este proceso genera ondas de choque que afectan la morfología de la nebulosa, influyendo en la velocidad y dirección del movimiento del gas ionizado hacia el exterior.

La ionización también determina la velocidad y dirección de la expansión, influyendo en la formación de estructuras complejas en las PNe, como las dobles capas o las formas elípticas. Esta interacción afecta la distribución de la velocidad del gas, con variaciones en las tasas de expansión en diferentes regiones de la nebulosa.

En etapas avanzadas de su evolución, la interacción del viento estelar se convierte en un factor dominante en la expansión de las PNe. El viento estelar es un flujo de partículas expulsadas por una estrella. Este viento está compuesto principalmente de electrones y protones. Se genera en la atmósfera de la estrella, donde la presión de radiación empuja las partículas hacia el exterior. La presión de radiación es la presión que ejerce la radiación electromagnética sobre la materia. La expulsión de material de la estrella en forma de viento rápido interactúa con las capas ionizadas y afecta directamente la expansión de la nebulosa.

La interacción entre el viento estelar y las capas ionizadas crea una dinámica compleja que influye en la cinemática de expansión. Esto puede resultar en velocidades variables en diferentes regiones de la nebulosa, produciendo gradientes de velocidad y estructuras asimétricas.

La velocidad del impacto del viento y la densidad del halo de expansión masiva revelan la evolución continua de las PNe a lo largo del tiempo. Estos parámetros, muestran cómo la interacción entre la ionización y el viento estelar es esencial para comprender la dinámica y el desarrollo evolutivo de estas estructuras nebulares.

En resumen, la expansión de las PNe es un proceso multidimensional que depende en gran medida de la interacción entre la ionización, el viento estelar y las condiciones locales del entorno. Estos elementos juegan un papel crucial en la forma, velocidad y complejidad de estas espectaculares nebulosas en su evolución a lo largo del tiempo cósmico.

Para explicar este fenómeno de una manera divulgativa, podemos usar la siguiente analogía: imaginemos una pompa de jabón. La pompa está formada por una capa de jabón que se expande bajo la influencia de la presión interna del aire que está dentro de ella. La presión interna es generada por la radiación ultravioleta de la estrella central, que ioniza el gas circundante, creando una capa de gas ionizado.

Las ondas de choque generadas por la expansión de la capa de gas ionizado son como las ondas que se forman cuando pinchamos una pompa de jabón. Estas ondas pueden deformar la estructura de la pompa, dándole formas complejas.

El viento estelar es como una ráfaga de aire que golpea la pompa de jabón. Esta ráfaga puede hacer que la pompa se expanda más rápido o más lento, o incluso que se rompa.
Esta analogía nos ayuda a entender cómo la ionización y el viento estelar influyen en la expansión de las PNe.

20 imágenes de 60sg. Adquiridas con NINA y procesadas con Pixinsigth, en Quijorna el 18 de Junio de 2023

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