Una nebulosa en Andrómeda al límite de las explosiones estelares

Un equipo de astrónomos, encabezado por Pinjian Chen, de la Academia China de Ciencias, acaba de localizar en la galaxia de Andrómeda una nebulosa planetaria generada por una estrella de casi seis masas solares. El hallazgo aporta pistas importantes sobre la difusa frontera que separa a las estrellas que mueren pacíficamente de las que estallan como supernovas.

Para entender mejor esto, vayamos al contexto. En general, los astrónomos dividen a las estrellas en dos grupos: las de baja masa (al que pertenece el Sol) y las de alta masa (como Betelgeuse o Rigel en Orión). Bien pues las estrellas de baja masa llegan al final de su vida cuando agotan su combustible nuclear, y enseguida desprenden suavemente sus capas externas, formando lo que conocemos como una nebulosa planetaria.

Del otro lado, las estrellas de alta masa terminan sus días en un violento colapso del núcleo, produciendo una caótica explosión de supernova. Lo complicado aquí para los astrónomos es definir exactamente dónde se dibuja la línea divisoria entre ambos destinos estelares.

Cuando una nebulosa planetaria se vuelve visible en nuestros telescopios, la estrella original ya se está transformando en una densa y caliente enana blanca, lo que borra las huellas directas de su masa inicial. Sin embargo, el equipo de investigadores, utilizando datos de archivo del Telescopio Espacial Hubble y del telescopio MMT, logró un hallazgo excepcional.

Los científicos identificaron a la nebulosa candidata M279 justo en el centro del cúmulo estelar abierto AP 210, ubicado en nuestra vecina galaxia de Andrómeda. Al descomponer el espectro de luz y medir su velocidad, confirmaron que la nebulosa se mueve exactamente como las estrellas del cúmulo, probando su conexión física. Y en esto radica buena parte la clave del estudio.

Sabemos que las estrellas de un cúmulo abierto nacen juntas a partir de la misma nube molecular y tienen aproximadamente la misma edad. Las observaciones revelaron que el cúmulo AP 210 tiene unos 90 millones de años y asumiendo que la estrella progenitora de la nebulosa tiene esa misma edad, los astrónomos calcularon que la estrella original tenía una masa de 5.6 masas solares.

Esto representa una de las masas progenitoras más altas registradas empíricamente para una nebulosa planetaria, rozando el límite de la llamada rama asintótica gigante supermasiva (super-AGB). Dicho de otra manera, a pesar de su gran masa, la estrella terminó como una nebulosa planetaria relativamente normal.

Además, al aislar la firma espectral de la nebulosa, los científicos notaron que está fuertemente enriquecida con nitrógeno, alcanzando una proporción siete veces mayor al valor de nuestro Sol. Esta firma química confirma que la estrella experimentó procesos extremos de combustión nuclear antes de morir, convirtiendo carbono en nitrógeno e inundando sus capas externas con este elemento.

Aunque este es apenas el tercer caso comprobado de par nebulosa planetaria-cúmulo abierto fuera de la Vía Láctea, abre una ventana fascinante para comprender a detalle cómo viven y mueren las estrellas en el universo.

Este trabajo fue publicado en la revista The Astrophysical Journal y destacado en el AAS Nova.