Las nebulosas planetarias son un fenómeno astronómico fascinante, incluso si el nombre es un poco engañoso. En lugar de estar asociados con los planetas, estas brillantes capas de gas y polvo se forman cuando las estrellas entran en las fases finales de su vida útil y arrojan sus capas externas. En muchos casos, este proceso y la estructura posterior de la nebulosa es el resultado de la interacción de la estrella con una estrella compañera cercana.
Recientemente, mientras examinaba la nebulosa planetaria M3-1, un equipo internacional de astrónomos notó algo bastante interesante. Después de observar la estrella central de la nebulosa, que en realidad es un sistema binario, notaron que la pareja tuvo un período orbital increíblemente corto, es decir, las estrellas orbitan entre sí una vez cada 3 horas y 5 minutos. Según este comportamiento, es probable que la pareja se fusione y desencadene una explosión de nova.
El equipo, dirigido por David Jones, del Instituto Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna, informó sus hallazgos en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society: cartas. El equipo incluyó a otros miembros del (IAC), así como del Observatorio Europeo Austral (ESO), el Centro Astronómico Nicolaus Copernicus (CAMK), el Observatorio Astronómico Sudafricano (SAAO) y el Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN).
En aras de su estudio, el equipo confió en el Telescopio de Nueva Tecnología de ESO (ESO-NTT), ubicado en el Observatorio La Silla en Chile, para examinar el M3-1 durante un período de varios años. Esta nebulosa planetaria se encuentra en la constelación de Canis Major, aproximadamente a 14,000 años luz de la Tierra. En el proceso, el equipo descubrió y estudió las estrellas binarias en el centro de la nebulosa.
Como Brent Miszalski, investigador del Gran Telescopio del África Meridional y coautor del estudio, indicó en un reciente comunicado de prensa de la Royal Astronomical Society, este descubrimiento confirmó lo que muchos astrónomos ya sospechaban. "Sabíamos que M3-1 tenía que albergar una estrella binaria", dijo, "así que decidimos adquirir las observaciones necesarias para probar esto y relacionar las propiedades de la nebulosa con la evolución de la estrella o estrellas que la formaron".
Durante algún tiempo, M3-1 se ha considerado un candidato firme para una estrella central binaria en función de su estructura (que presenta chorros y filamentos prominentes que son indicativos de interacciones binarias). Sin embargo, debido a que las estrellas están tan juntas, no se pueden resolver por separado del suelo. Como resultado, los científicos han inferido la presencia de una segunda estrella a partir de la variación de su brillo combinado.
La causa más obvia de estas variaciones sería cómo las estrellas se eclipsan periódicamente entre sí, lo que produciría una marcada caída en el brillo. Como Henri Boffin, investigador de ESO en Alemania, explicó:
“Cuando comenzamos las observaciones, quedó claro de inmediato que el sistema era binario. Vimos que la estrella aparentemente única en el centro de la nebulosa estaba cambiando rápidamente de brillo, y sabíamos que esto se debía a la presencia de una estrella compañera ".
Sin embargo, el equipo se sorprendió al descubrir que la pareja tuvo uno de los períodos orbitales más cortos (3 horas y 5 minutos) de cualquier estrella binaria descubierta dentro de una nebulosa hasta la fecha. Llegaron a la conclusión de que las estrellas están tan cerca que prácticamente se tocan. Como resultado, es probable que los dos sufran una nueva erupción en el futuro, donde el material se transfiere de una estrella a la otra, creando una masa crítica que desencadena una violenta explosión termonuclear.
Como Paulina Sowicka, estudiante de doctorado en el Centro Astronómico Nicolas Copérnico en Polonia, indicó:
“Después de varias campañas de observación en Chile, teníamos suficientes datos para comenzar a comprender las propiedades de las dos estrellas: sus masas, temperaturas y radios. Fue una verdadera sorpresa que las dos estrellas estuvieran tan juntas y tan grandes que casi se tocaran. Una explosión de nova podría tener lugar en unos pocos miles de años a partir de ahora ".
Cuando las dos estrellas se fusionan y desencadenan una explosión de nova, el sistema aumentará su luminosidad hasta un millón de veces, lo que iluminará considerablemente la nebulosa circundante y creará un increíble espectáculo de luces. Además, la detección de este par binario también es inconsistente con el pensamiento convencional sobre cómo evolucionan las estrellas binarias dentro de una nebulosa planetaria.
Anteriormente, los astrónomos habían estado trabajando bajo el supuesto de que las estrellas binarias están bien separadas después de la formación de una nebulosa planetaria. Básicamente, se pensó que no sería hasta que los gases de la nebulosa se expandieran y se disiparan (hasta el punto de que ya no fuera visible) que un par binario podría comenzar a interactuar nuevamente, lo que provocaría una fusión y una nueva explosión.
Pero con esta última observación, esa teoría puede ser cuestionada. Este estudio también se ve reforzado por una explosión de nova similar (conocida como Nova Vul 2007) que se observó dentro de una nebulosa planetaria en 2007. Como explicó Jone:
“El evento de 2007 fue particularmente difícil de explicar. Para cuando las dos estrellas estén lo suficientemente cerca para una nova, el material en la nebulosa planetaria debería haberse expandido y disipado tanto que ya no sea visible. En las estrellas centrales de M3-1, hemos encontrado otro candidato para una erupción de nova similar en un futuro relativamente cercano ".
Mirando hacia el futuro, el equipo espera llevar a cabo más estudios sobre M3-1 y otras nebulosas similares. Estas observaciones podrían dar a los astrónomos una mayor comprensión de los procesos físicos y los orígenes de algunos de los fenómenos más poderosos del Universo. Estas incluyen variables cataclísmicas (donde una estrella sifona material de otra) novas, y tal vez incluso supernovas.
