EL UNIVERSO: SU TAMAÑO Y COMPONENTES

Nebulosa planetaria

Cuando una estrella de masa comparable al Sol llega al final de sus días, después de agotar todo el hidrógeno que alimentaba la fusión nuclear en su interior, ésta se híncha rápidamente convirtiendose en una gigante roja. En este proceso el núcleo de la estrella se contrae, comienza la fusión nuclear de elementos más pesados, y las capas más exteriores de la estrella son emitidas al espacio como los chorros de nubes emitidos por fuegos artificales. Para los observadores en la Tierra estas nubes de gas y polvo, iluminadas por la radiación ultravioleta de la estrella remanente, son un espectáculo maravilloso. Antes de conocer la naturaleza de estos cuerpos celestes se les bautizó con el nombre de nebulosa planetaria, pero en realidad no tienen nada que ver con planetas.

¿Qué es una nebulosa planetaria?Una nebulosa planetaria es creada cuando una estrella expele sus capas más externas después de que se le ha acabado el combustible que había estado quemando. Estas capas más externas de gas se expanden hacia el espacio, formando una nebulosa que tiene frecuentemente la forma de un anillo o burbuja. Aproximadamente hace 200 años, William Herschel llamó a estas nubes esféricas nebulosas planetarias porque eran redondas como los planetas. En el centro de una nebulosa planetaria, puede aún ser visto el remanente brillante de la estrella de la cual la nebulosa se formó. Nebulosas Planetarias El destino del Sol Nebulosa planetaria Dumbbell A pesar de su nombre no hay ninguna relación entre las nebulosas planetarias y los planetas. Su nombre se debe al astrónomo William Herschel quien en el siglo XVIII y llevado por la apariencia a menudo circular de estas nebulosas las relacionó con los discos planetarios. El nombre, aunque pueda llevar a equívocos, se ha conservado a lo largo de los años. Las nebulosas planetarias se producen cuando una estrella gigante roja que ha agotado ya todo su hidrogeno expulsa sus capas exteriores y se puede apreciar una envoltura de gas que se va expandiendo poco a poco. Se dan en el caso de estrellas de tamaño medio, con una masa  entre una y ocho masas solares, y el objeto remanente termina por convertirse en una estrella enana blanca. Antes de convertirse en enana blanca, la estrella gigante roja pasa por etapas de inestabilidad en las que expulsa cantidades apreciables de masa a velocidades de unos veinte kilómetros por segundo. Una vez expulsado, el gas de la nebulosa planetaria se expande y empieza a difundirse, siendo detectable durante unos treinta mil años, antes de que la envoltura gaseosa se haya expandido tanto que su material sea demasiado tenue para poder verse. En el centro de estas nebulosas puede observarse la estrella enana blanca, el objeto resultante de la estrella originaria. El destino del Sol es el convertirse en nebulosa planetaria y terminar sus días como una enana blanca. Dentro de cinco mil millones de años el Sol agotará su reserva de hidrógeno y se convertirá en una estrella gigante roja, expandiendose mas allá de la órbita de la Tierra. Algunos cientos de millones de años después arrojará cerca de la mitad de su masa, y desde sistemas estelares lejanos podrá observarse una espectacular nebulosa planetaria en lo que antes era el sistema solar. Una nebulosa planetaria Para una estrella poco masiva como el Sol, los fenómenos que se desarrollan después de la combustión del helio recuerdan a los que siguen el final de la combustión del hidrógeno. En el centro de la estrella, las reacciones nucleares transforman poco a poco el helio y lo reemplazan por oxígeno, carbono y algunos otros elementos. Llega un momento en que la cantidad de helio no es ya suficiente para mantener las reacciones nucleares. La nebulosa planetaria NGC 6543, observada en 2.004 por el telescopio espacial, presenta al menos 11 capas concéntricas de materia expulsada. Crédito: NASA/ESA/HEIC/STScI/AURA Las reacciones nucleares al centro se apagan y privan así a la estrella de su fuente de energía principal. El núcleo va por consiguiente a contraerse, lo que provoca la compresión de la parte interna de la envoltura, rica en helio. Se reúnen las condiciones necesarias para el desencadenamiento de la fusión de este último y aparece una nueva capa en combustión. La estrella ve su estructura volverse más compleja. En el centro, encontramos un núcleo de carbono y oxígeno apagado, rodeado de una capa de helio en fusión, así mismo dentro de una capa de hidrógeno en fusión. Todo ello se oculta en una envoltura enorme de hidrógeno que no está afectada por las reacciones nucleares porque es demasiado fría. Esta envoltura va a continuar dilatándose bajo el efecto del flujo de energía procedente de la capa de helio. Eyecciones de masa Esta fase de la vida de la estrella va a revelarse muy agitada. Aparecen inestabilidades en la capa de helio y provocan pulsaciones de la estrella. En cada una de estas oscilaciones, una parte de la envoltura se desprende y es eyectada a lo lejos. La estrella va así a perder poco a poco una cantidad de materia impresionante, en algunos casos una gran fracción de su masa total. La nebulosa planetaria IC 418. La estrella en el centro se transformó en nebulosa planetaria hace algunos millares de años. El diámetro de la nebulosa alcanza ahora 0,2 años-luz. Crédito: NASA/STScI Las eyecciones sucesivas dejan el núcleo prácticamente desnudo. Puesto que este último está muy caliente, emite fotones ultravioletas muy energéticos que van a ionizar el gas de la envoltura suelta. Éste reemite la energía recibida en forma de fotones de longitudes de onda más largas, en particular en el campo visible. El conjunto de la estrella se pone así a brillar y aparece como un núcleo brillante rodeado de una enorme envoltura luminosa. Esta fase va a durar alrededor de 50.000 años, hasta que el gas se disperse y se vuelva finalmente demasiado tenue para para ser visible. Al hacerse la eyección de manera simétrica alrededor de la estrella, el astro aparece esférico y puede ser confundido con un planeta en un pequeño instrumento de observación. Es la razón por la cual los astrónomos han dado a esta fase el nombre de nebulosa planetaria. Más de un millar de estos cuerpos han sido observados, pero su número total en nuestra Galaxia está estimado en varias decenas de millares.