El último latido de una estrella

Una investigación, realizada con el telescopio espacial Spitzer (NASA), ha descubierto en el centro de la Vía Láctea grandes concentraciones de carbono alrededor de nebulosas planetarias, objetos gaseosos creados a partir de la expulsión de las capas externas de una estrella cuando muere. Estrellas con una sobreabundancia extrema de este elemento químico habían sido detectadas en otras regiones de nuestra galaxia, pero nunca en su núcleo. Su presencia en nebulosas planetarias y no en el resto de estrellas viejas y de poca masa que pueblan el centro galáctico, sugiere la existencia de cambios químicos bruscos en el último instante de la vida de estos astros.

Imagen de la nebulosa planetaria Ojo de Gato compuesta mediante los datos obtenidos por la cámara infrarroja del telescopio espacial Spitzer. En general, los colores se han mejorado para mostrar ligeras variaciones en el tono. La emisión infrarroja de esta nebulosa está generada por una gran variedad de elementos y moléculas. La brillante región interior muestra una compleja estructura que recuerda los ojos de un felino. Fuera de esta región compacta se encuentra una serie de otras estructuras que representan el material que fue expulsado ligeramente antes en la vida de la estrella central, cuando se encontraba en su fase de gigante. El estudio de este tipo de nebulosa planetaria ha ayudado a los científicos a identificar una población de estrellas portadoras de carbono cerca del centro de nuestra galaxia. Foto: NASA/JPL-Caltech/J. Hora   (Harvard-Smithsonian CfA)

El equipo de científicos, compuesto por los investigadores españoles Aníbal García Hernández, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), José Perea Calderón y Pedro García Lario, de la Agencia Espacial Europea (ESA), analizó los espectros de 40 nebulosas planetarias utilizando el espectrógrafo infrarrojo del telescopio espacial Spitzer: 26 nebulosas situadas en el centro de la Vía Láctea, también conocido como ‘bulbo galáctico’; y 14 nebulosas pertenecientes a otras regiones de la galaxia.

Mediante el examen de los datos obtenidos, los científicos encontraron una gran cantidad de silicatos cristalinos e hidrocarburos aromáticos policíclicos, dos sustancias que, respectivamente, indican la presencia de oxígeno y carbono. “Esta combinación es muy inusual – explica Perea Calderón –, ya que en la Vía Láctea el oxígeno y el carbono combinados sólo se encuentran normalmente en el polvo alrededor de sistemas binarios de estrellas; su descubrimiento en el bulbo galáctico nos ayuda a comprender mejor la evolución química de toda nuestra galaxia”.

Evolución estelar

En general, las estrellas conforme envejecen queman en su interior elementos cada vez más pesados, desde el hidrógeno hasta acabar en el hierro. En este proceso las estrellas aumentan su tamaño y algunas llegan a convertirse en gigantes rojas. Al crecer, estas estrellas se hacen inestables hasta que, en un último latido, expulsan al espacio las capas más externas de su atmósfera. “Estos residuos son los ladrillos de construcción de otras estrellas y planetas, incluyendo nuestra Tierra, así como cualquier forma de vida que pueda existir en el Universo”, aclara el investigador del IAC García Hernández.

En el centro galáctico, no obstante, los investigadores han observado que cuando estas estrellas envejecen los elementos más pesados no se desplazan progresivamente hacia las capas externas, como ocurre en la mayoría de estrellas. El carbono se hace presente sólo en los últimos momentos de la vida del astro, cuando éste se expande y expulsa los gases a su exterior, de forma que los astrónomos pueden detectarlo en las nebulosas resultantes. Según explica García Lario, “el carbono producido en las continuas pulsaciones térmicas no es conducido de forma eficiente a la superficie por lo que sólo es visible cuando la estrella está a punto de morir, contrariamente a lo que se ha observado en estrellas del disco galáctico con menor concentración de metales”.

Los investigadores creen que las estrellas en el centro de la Vía Láctea no transfieren carbono a sus capas más externas a medida que envejecen debido a un exceso de metales, lo que impediría de algún modo el drenaje de este elemento químico. “Las estrellas del bulbo galáctico, en su mayoría pequeñas y con una masa equivalente o una vez y media mayor a nuestro Sol, suelen tener más metales que otras estrellas, por eso los datos de Spitzer apoyan esta hipótesis nunca antes apoyada por las observaciones”, afirma García Lario.

Para García Hernández, “este descubrimiento es importante porque ayuda a comprender cómo se forman los elementos pesados en las estrellas, como el oxígeno, el carbono y hierro, y luego se extienden por el Universo, incorporándose a nuevas generaciones de estrellas y planetas, y haciendo posible el desarrollo de la vida”. Los resultados acaban de ser publicados en la revista especializada Astronomy & Astrophysics Journal.

Artículo:The mixed chemistry phenomenon in Galactic Bulge PNe . J. V. Perea-Calderón, D. A. García-Hernández, P. García Lario, R. Szczerba, y M. Bobrowsky. 2009, A&A, 495, L5

Más información:

Web oficial del Spitzer Space Telescope

Vía IAC