Reencuentro con una nebulosa planetaria variable casi 30 años después

El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) encabeza una investigación con datos del Observatorio de Calar Alto (CAHA) que muestran variabilidades en la nebulosa planetaria IC4997. Los cambios se han notado comparando observaciones tomadas con el telescopio de 2,2 metros, separadas por casi 30 años. Esto sugiere que la estrella central de la nebulosa planetaria tiene una probable estrella compañera escondida

Las nebulosas planetarias constituyen una de las etapas finales en la vida de estrellas similares al Sol, o de masa baja e intermedia. Tras agotar su combustible, estas estrellas se desprenden de sus capas externas, que forman una envoltura fluorescente en torno a una estrella enana blanca (el núcleo “pelado” de la estrella tras la expulsión de sus capas exteriores). En unas decenas de miles de años las nebulosas se dispersarán en el medio interestelar y la estrella central se extinguirá, de modo que se espera que todas las nebulosas planetarias sean variables. Sin embargo, algunas presentan una variabilidad ajena a su evolución natural, lo que pone de manifiesto procesos que se desvían de la norma. Es el caso de IC4997, una nebulosa con la que un equipo español encabezado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) se ha reencontrado treinta años después.

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IC4997 es una nebulosa planetaria conocida por su variabilidad desde hace décadas, que presenta una variación episódica con un periodo de unos cincuenta o sesenta años –señala Luis F. Miranda, investigador del IAA-CSIC que encabeza el trabajo–. En 1993 obtuvimos espectros de alta resolución de este objeto con el telescopio de 2.2 metros del Observatorio de Calar Alto (CAHA). En 2019 y 2020 volvimos a obtener espectros de alta resolución, en este caso con el espectrógrafo CAFE, también en el telescopio de 2,2 metros de Calar Alto, que mostraban cambios que nunca habían sido detectados en IC4997”. 

El espectro de un objeto celeste revela sus propiedades físicas a través del estudio de las líneas de absorción o/y de emisión de los elementos que lo forman. En este caso, la línea determinante ha sido la del hidrógeno alfa (H alfa), que muestra cambios en su perfil que indican que el viento estelar se ha debilitado considerablemente en estos últimos veintisiete años.

Un análisis más detallado mostró además que la extensión en velocidad de la línea H alfa había decrecido notablemente. Si en 1993 H alfa se extendía unos 7000 kilómetros por segundo, en 2019 y 2020, se extendía "solo" 3900 kilómetros por segundo, lo que sugiere una reducción importante de la densidad electrónica en una región muy cercana (quizá a solo 15 millones de kilómetros) de la estrella central. 

La variabilidad de IC4997 ha sido atribuida a numerosas causas. Nuestro trabajo sugiere que la principal causa de la variabilidad de IC4997 es una variación episódica suave, quizá periódica, del viento estelar. El origen de esta variación del viento estelar constituye aún una incógnita, pero podría estar relacionada con una estrella que orbita alrededor de la estrella central de IC4997 con un período de unos 50 o 60 años”, apunta Luis F. Miranda (IAA-CSIC).

El equipo científico concluye que, para estudiar la evolución de IC4997 y confirmar si el escenario de una estrella binaria es correcto, resulta indispensable continuar con las observaciones durante los próximos años. En este aspecto, el espectrógrafo CAFE del Observatorio de Calar Alto resulta crucial, ya que proporciona la resolución espectral adecuada para el estudio de los perfiles de las líneas de emisión que puedan trazar cambios debidos a un aumento de la intensidad del viento en unos pocos años, tal como se puede predecir a partir de otros datos.

REFERENCIA

L. F. Miranda, J. M. Torrelles & J. Lillo-Box. "An episodically variable stellar wind in the planetary nebula IC 4997" Astronomy & Astrophysics 657, L9 (2022). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202142730

CONTACTO

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Luis Felipe Miranda lfm @ iaa.es

Observatorio de Calar Alto (CAHA, Almería)

Gilles Bergond gbergond @ caha.es (+34) 960 632 501


El Observatorio Astronómico Hispano-Alemán de Calar Alto está situado en la Sierra de Los Filabres, norte de Almería (Andalucía, España). Es operado conjuntamente por la Junta de Andalucía, y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIS) a través del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) en Granada, España. El Observatorio Astronómico de Calar Alto es una de las infraestructuras pertenecientes al Mapa Nacional de Infraestructuras Científicas y Técnicas SIngulares (ICTS/MINECO), aprobado el 6 de Noviembre de 2018 por el Consejo de Política de Ciencia, Tecnología e Innovación, y cuenta con cuatro telescopios de 3.5, 2.2, 1.23 y 0.80 metros de apertura.

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