Saturno es un ícono. No hay nada más parecido en el Sistema Solar, y es algo que incluso los niños reconocen. Pero hay un objeto distante que los astrónomos llaman la nebulosa de Saturno, porque desde la distancia se asemeja al planeta, con su pronunciada forma anillada.
La nebulosa de Saturno no tiene relación con el planeta, excepto en su forma. Está a unos cinco mil años luz de distancia, por lo que en un pequeño telescopio de patio trasero, se parece al planeta. Pero cuando los astrónomos entrenan grandes telescopios en él, la ilusión se desmorona.
Los científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) de España fueron parte de un estudio reciente de la nebulosa de Saturno. Su artículo, llamado "Un estudio espectroscópico de imágenes de la nebulosa planetaria NGC 7009 con MUSE" fue publicado en la revista Astronomy and Astrophysics. Es el primer estudio detallado de una nebulosa planetaria galáctica con el espectrógrafo de campo integral MUSE (Explorador espectral de unidades múltiples) en el Very Large Telescope (VLT) de ESO. El autor principal del estudio es Jeremy Walsh, investigador del Observatorio Europeo Austral (ESO), sede del VLT.
La nebulosa de Saturno es una nebulosa planetaria, un nombre desafortunado para este tipo de objeto. La nebulosa planetaria no tiene nada que ver con los planetas y todo que ver con las estrellas. Una nebulosa planetaria es en realidad un remanente estelar: un cadáver brillante y brillante que queda después de que una estrella se queda sin combustible y muere. Lo que queda es una intrincada estructura de nubes de gases de diferentes temperaturas, iluminadas por una enana blanca en el centro.
Se les llamó nebulosa planetaria cuando se vieron por primera vez a través de telescopios, porque a distancia, se ven similares a los gigantes gaseosos en nuestro propio Sistema Solar. Desafortunadamente, el nombre se ha quedado, confundiendo a los astro-curiosos desde entonces.
La nebulosa de Saturno, o NGC 7009 como se la conoce, es una de las nebulosas planetarias más complejas que existen, y esa complejidad la convierte en un objeto de estudio intrigante para astrónomos y astrofísicos. ¿Por qué no lo sería? Solo míralo.
Este nuevo estudio es la primera vez que el instrumento MUSE en el VLT se ha utilizado para estudiar una nebulosa planetaria galáctica. Los astrónomos involucrados en el estudio dicen que MUSE ha revelado una complejidad inesperada en la nebulosa de Saturno.
La nebulosa misma consiste en gas y polvo expulsados por una estrella gigante roja al final de su vida, iluminada por la enana blanca que queda en su centro. Los astrónomos lo saben porque pueden ver todo el proceso en otras estrellas del cielo en diferentes etapas de la vida. Pero lo que no saben es el detalle en la historia de la formación de una nebulosa planetaria. Y no les gusta no saber.
El instrumento MUSE en el VLT es ideal para trabajos como este.
MUSE tiene la poderosa capacidad de sentir la intensidad de la luz en función de su color, o longitud de onda, en cada uno de los píxeles de sus imágenes. En una sola imagen, MUSE puede obtener 900,000 espectros de pequeños parches del cielo. Puede capturar imágenes de objetos como la nebulosa planetaria en tres dimensiones, y los astrónomos utilizaron toda esta información para revelar una complejidad inesperada en la nebulosa de Saturno. Lo que encontraron fue una serie de estructuras, asociadas con diferentes átomos e iones.
"El estudio reveló que estas estructuras representan diferencias reales en las propiedades dentro de la nebulosa, como la densidad más alta y más baja, así como las temperaturas más altas y más bajas", explica Jeremy Walsh, investigador del Observatorio Europeo Austral (ESO) y primer autor del estudiar. Walsh informa que una de las implicaciones es que "los estudios históricos, y más simples, basados en la apariencia morfológica de las nebulosas planetarias parecen indicar vínculos importantes con las condiciones subyacentes dentro del gas".
Utilizando el poder del instrumento MUSE y el VLT, el equipo detrás del estudio reveló datos que muestran que el gas dentro de esta nebulosa no es de ninguna manera uniforme. Su papel traza subformaciones de gas y polvo dentro de la nebulosa de cuatro temperaturas y tres densidades.
Ana Monreal Ibero, segunda autora del artículo e investigadora del IAC, comentó sobre la presencia y distribución de hidrógeno y helio en la nebulosa de Saturno. El hidrógeno y el helio son los dos elementos más abundantes en el universo, y sus características en la nebulosa son cruciales para comprender la formación del objeto y la muerte del gigante rojo que lo creó.
Con respecto al hidrógeno, Ibero dijo: “La presencia de polvo dentro de una nebulosa también podría deducirse del cambio de color entre diferentes líneas de emisión de hidrógeno, cuyo color esperado puede determinarse por la teoría atómica. Nuestro equipo descubrió que la distribución de polvo en la nebulosa no es uniforme, sino que muestra una caída en el borde de la cubierta de gas interior. Este resultado sugiere cambios bruscos en la expulsión de polvo durante los últimos cascabeles de la estrella de tipo solar o, alternativamente, de la formación y destrucción de polvo local ".
Cuando se trata de helio, la teoría actual de las nebulosas dice que su distribución en una nebulosa planetaria debería ser uniforme. Para probar esto, los autores utilizaron datos de MUSE para mapear el helio en la nebulosa de Saturno. Encontraron variaciones que siguieron la morfología de la concha de la nebulosa. "Esto implica que los métodos actuales para determinar el helio necesitan mejoras, o que la suposición de que la abundancia es uniforme debe ser rechazada". dice Monreal Ibero.
Las nebulosas planetarias son objetos fascinantes. Sus velos luminosos y fantasmales de gas y polvo son irresistibles a la vista. Esta es la primera vez que MUSE se ha utilizado para estudiar una nebulosa planetaria, y aunque la belleza del objeto es un poco fascinante, es la ciencia subyacente la que intriga a los astrónomos y astrofísicos.
Los autores del artículo admiten que solo presentan una cantidad limitada de análisis en algunos aspectos. Pero su trabajo muestra que el instrumento MUSE está lleno de potencial. Como dicen en la conclusión de su trabajo, "Las observaciones demuestran el enorme potencial de este instrumento para avanzar en estudios espectroscópicos ópticos de nebulosas de emisión extendida".
- Comunicado de prensa de IAC: "La Nebulosa de Saturno revela su complejidad"
- Comunicado de prensa de ESO: "Las extrañas estructuras de la nebulosa de Saturno"
- Documento de investigación: un estudio espectroscópico de imágenes de la nebulosa planetaria NGC 7009 con MUSE
- Entrada de Wikipedia: Nebulosa de Saturno
- Página web de ESO: MUSE Multi Unit Spectroscopic Explorer
