La Nebulosa del Anillo Azul: resuelto un misterio cósmico desde hace más de una década

Ahora, un nuevo estudio publicado en la revista «Nature» puede haber resuelto el caso. Al aplicar modelos teóricos de vanguardia a la gran cantidad de datos que se han recopilado sobre este objeto, los autores sugieren que la nebulosa, una nube de gas en el espacio, probablemente esté compuesta por escombros de dos estrellas que colisionaron y se fusionaron en una sola.

Si bien se cree que los sistemas estelares fusionados son bastante comunes, es casi imposible estudiarlos inmediatamente después de su formación porque están oscurecidos por los escombros que provoca la colisión. Una vez que los escombros se han despejado, al menos cientos de miles de años después, son difíciles de identificar porque se asemejan a estrellas no fusionadas. La Nebulosa del Anillo Azul parece ser una especie de «eslabón perdido», según explican los autores del estudio. Los astrónomos están viendo el sistema estelar solo unos pocos miles de años después de la fusión , cuando la evidencia de la unión todavía es abundante. Parece ser el primer ejemplo conocido de un sistema estelar fusionado en esta etapa.

Operado entre 2003 y 2013 y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Reaccion (JPL) de la NASA en el sur de California, Galex fue diseñado para censar las poblaciones de estrellas jóvenes en otras galaxias. Para hacer esto, la misión observaba tanto la luz ultravioleta cercana (longitudes de onda ligeramente más cortas que la luz visible) como la luz ultravioleta lejana. La mayoría de los objetos vistos por Galex irradiaban tanto UV cercano (representado en amarillo en sus imágenes) como UV lejano (representado en azul), pero la Nebulosa del Anillo Azul destacó porque solo emitía luz ultravioleta lejana.

El tamaño del objeto era similar al de un remanente de supernova, que se forma cuando una estrella masiva se queda sin combustible y explota, o una nebulosa planetaria, los restos hinchados de una estrella del tamaño de nuestro Sol. Pero la Nebulosa del Anillo Azul tenía una estrella viviente en su centro .

En 2006, el equipo observó la nebulosa con el telescopio Hale de 5,1 metros en el Observatorio Palomar en el condado de San Diego, California, y luego con los telescopios aún más potentes de 10 metros en el Observatorio WM Keck en Hawái. Encontraron evidencias de una onda de choque en la nebulosa, lo que sugiere que el gas que la compone había sido efectivamente expulsado por algún tipo de evento violento alrededor de la estrella central. Los datos de Keck también indicaron que la estrella estaba tirando una gran cantidad de material hacia su superficie. Esto hizo que el equipo pensara durante bastante tiempo que tal vez había un planeta de varias veces la masa de Júpiter siendo desgarrado por la estrella.

En 2012, utilizando el primer estudio de cielo completo del telescopio espacial WISE de la NASA, que estudia el cielo en luz infrarroja, los astrónomos identificaron un disco de polvo que orbita cerca de la estrella. Los datos de archivo de otros tres observatorios infrarrojos, incluido el espacial Spitzer de la NASA, también detectaron el disco. El hallazgo no descartó la posibilidad de que un planeta también estuviera orbitando la estrella, pero el equipo demostraría que el disco y el material expulsado al espacio provenían de algo más grande que incluso un planeta gigante. Luego, en 2017, el Buscador de Planetas de Zona Habitable en el Telescopio Hobby-Eberly en Texas confirmó que no había ningún objeto compacto orbitando la estrella.

Más de una década después de descubrir la Nebulosa del Anillo Azul, el equipo había recopilado una ingente cantidad de datos sobre el sistema, pero todavía se les escapaba una explicación de lo que había creado la nebulosa. La solución llegó de la mano de Brian Metzger, astrofísico teórico de la Universidad de Columbia que hace modelos matemáticos y computacionales de fenómenos cósmicos.

Con su ayuda, el equipo concluyó que la nebulosa era el producto de una fusión estelar relativamente reciente que probablemente ocurrió entre una estrella similar a nuestro Sol y otra estrella de solo una décima parte de ese tamaño (o aproximadamente 100 veces la masa de Júpiter). Casi al final de su vida, la estrella similar al Sol comenzó a hincharse, acercándose más a su compañera. Finalmente, la estrella más pequeña cayó en una espiral descendente hacia la más grande. En el camino, la más grande rompió a la más pequeña, envolviéndose en un anillo de escombros antes de tragársela por completo.

Este fue el evento violento que llevó a la formación de la Nebulosa del Anillo Azul. La fusión lanzó una nube de escombros calientes al espacio que fue cortada en dos por el disco de gas. Esto creó dos nubes de escombros en forma de cono. Sus bases se alejan de la estrella en direcciones opuestas y se ensanchan a medida que viajan hacia afuera. La base de un cono viene casi directamente hacia la Tierra y la otra va en la dirección opuesta. Son demasiado débiles para ser vistos, pero el área donde los conos se superponen (como se ve desde la Tierra) forma el anillo azul central observado por Galex.

Milenios después, la nube de escombros en expansión se enfrió y formó moléculas y polvo, incluidas moléculas de hidrógeno que colisionaron con el medio interestelar, la escasa colección de átomos y partículas energéticas que llenan el espacio entre las estrellas. Las colisiones excitaron las moléculas de hidrógeno, lo que hizo que se irradiaran en una longitud de onda específica de luz ultravioleta lejana. Con el tiempo, el resplandor se volvió lo suficientemente brillante para que Galex lo viera.

Las fusiones estelares pueden ocurrir hasta una vez cada 10 años en nuestra galaxia, la Vía Láctea, lo que significa que es posible que una población considerable de las estrellas que vemos en el cielo hayan sido en realidad dos. «Vemos muchos sistemas de dos estrellas que podrían fusionarse algún día, y creemos que hemos identificado estrellas que se fusionaron hace quizás millones de años. Pero casi no tenemos datos sobre lo que sucede en el medio», dice Metzger. «Creemos que probablemente hay muchos restos jóvenes de fusiones estelares en nuestra galaxia, y la Nebulosa del Anillo Azul podría mostrarnos cómo se ven para que podamos identificar más».

Aunque esta es probablemente la conclusión de un misterio de hace 16 años, también puede ser el comienzo de un nuevo capítulo en el estudio de las fusiones estelares. «Es sorprendente que Galex haya podido encontrar este objeto realmente débil que no estábamos buscando, pero que resulta ser algo realmente interesante para los astrónomos», admite Mark Seibert, astrofísico de la Institución Carnegie para la Ciencia y miembro del equipo Galex. «Simplemente reitera que cuando miras el universo en una nueva longitud de onda o en una nueva forma, encuentras cosas que nunca imaginaste que encontraras».