La nebulosa planetaria HuBi1 que una explosión estelar volteó al revés

Una investigación encabezada por el IAA-CSIC (España) en la que participan investigadores de la UNAM revela la vía de formación de estrellas centrales de planetarias pobres en hidrógeno

Instituto de Astronomía UNAM/ A los 4 vientos

HuBi1 es una nebulosa planetaria producida por la muerte de una estrella similar al Sol, pero cuya estructura física es opuesta a la habitual en estos objetos. Las nebulosas planetarias constituyen una de las etapas finales en la vida de estrellas de masa baja e intermedia, como el Sol.

Tras agotar su combustible, estas estrellas se desprenden de sus capas externas, que forman una envoltura de gas ionizado en torno a una estrella de tipo enana blanca. En esta envoltura, las regiones más próximas a la estrella, muestran una ionización mayor que las más lejanas. Exactamente lo contrario que en HuBi1, que presenta una estructura de ionización invertida producto de su peculiar evolución: se trata de una estrella renacida, según ha concluido un estudio que se publica hoy en la revista Nature Astronomy.  

HuBi1 aparenta ser una nebulosa planetaria doble típica, con una envoltura de gas difusa exterior y un cascarón central brillante, pero esta investigación ha revelado sus peculiaridades: la envoltura de gas exterior se está recombinando, un hecho inédito en una nebulosa planetaria, y la estrella central se ha apagado en apenas cincuenta años (era diez mil veces más brillante en 1971 que en 2017).

Imagen de HuBi 1 en falsos colores (Rojo: Hidrogeno ionizado, Verde/Azul: Nitrogeno ionizado)

“Lo más sorprendente es la estructura de ionización del cascarón brillante central, cuya región interna desafía las leyes más básicas de la termodinámica y apunta a un episodio peculiar en la evolución estelar”, señala Martín A. Guerrero, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, España) que ha liderado el trabajo.

Esta estructura es, de hecho, típica de las ondas de choque producidas por material en rápida expansión a través de un medio circundante lo que, unido a que la estrella no emite suficientes fotones ionizantes, dibuja un escenario poco habitual. La estrella central de HuBi1, en lugar de apagarse progresivamente, revivió gracias a un pulso térmico tardío que fusionó el helio en una capa interna.

HuBi1 ha sido capturada en el momento en el que su estrella central se ha transformado en una estrella pobre en hidrógeno de tipo [WC]. El origen de estas estrellas, presentes en un 15% de nebulosas planetarias, no había podido ser identificado hasta ahora. En este proceso se produjo la expulsión de grandes cantidades de gas a una velocidad superior a la de la nebulosa primigenia, y la interacción de ambos tipos de material generó choques y la doble estructura que se observa en la nebulosa.

Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir

“Las observaciones obtenidas con el instrumento MES (Manchester Echelle Spectrograph) del Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir (OAN-SPM) en México han sido fundamentales para determinar el estadio evolutivo de HuBi1“, apunta Laurence Sabin, investigadora de la sede en Ensenada del Instituto de Astronomía de la UNAM (IA-UNAM) que participa en el estudio. No menos importantes en este estudio han sido los modelos de fotoionización CLOUDY y de excitación por choques MAPPINGS desarrollados por Christophe Morisset y Alexandre Alarie, también astrofísicos del IA-UNAM, para revelar la peculiarísima excitación del material nebular en HuBi1.  

Los investigadores continuarán estudiando la evolución de HuBi1, ya que se trata de uno de los escasos ejemplos de estrellas renacidas observados. “Además, viniendo de una estrella progenitora similar al Sol, la nebulosa HuBi1 constituye un ejemplo de un posible episodio final para nuestra estrella”, concluye Martín A. Guerrero (IAA-CSIC).