La nebulosa de Saturno se parece al planeta en un pequeño telescopio, pero en uno de los telescopios más poderosos de la Tierra, se ve así

Saturno es un icono. No hay nada igual 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 parece al planeta, con su pronunciada forma anillada.

La nebulosa de Saturno no tiene relación con el planeta, excepto en forma. Está a unos cinco mil años luz de distancia, por lo que en un pequeño telescopio de jardín se parece al planeta. Pero cuando los astrónomos apuntan grandes telescopios hacia él, la ilusión se desmorona.

Científicos en España Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) formaron 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», se publicó en la revista Astronomy and Astrophysics. Es el primer estudio detallado de una nebulosa planetaria galáctica con el espectrógrafo de campo integral MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) 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. Las nebulosas planetarias no tienen 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 que queda después de que una estrella se queda sin combustible y muere. Lo que queda es una estructura intrincada de nubes de gases de diferentes temperaturas, iluminada por una enana blanca en el centro.

Se les llamó nebulosas planetarias cuando se vieron por primera vez a través de telescopios, porque a la distancia se parecen a los gigantes gaseosos de nuestro propio Sistema Solar. Desafortunadamente, el nombre se ha quedado, confundiendo a los astrocuriosos 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 intrigante objeto de estudio para astrónomos y astrofísicos. ¿Por qué no sería? Solo míralo.

Este nuevo estudio es la primera vez que el MUSA El instrumento del 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 en sí consiste en gas y polvo expulsados ​​por un estrella gigante roja al final de su vida, iluminada por la enana blanca sobrante en su centro. Los astrónomos saben esto porque pueden ver todo el proceso en otras estrellas en todo el cielo en diferentes etapas de la vida. Pero lo que no saben es el detalle de la historia de la formación de una nebulosa planetaria. Y no les gusta no saber.

El instrumento MUSE del 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 diminutos fragmentos 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 a diferentes átomos e iones.

“El estudio reveló que estas estructuras representan diferencias reales en las propiedades dentro de la nebulosa, como densidades más altas y más bajas, así como temperaturas más altas y más bajas”, explica Jeremy Walsh, investigador del Observatorio Europeo Austral (ESO) y primer autor del estudio. 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 señalar vínculos importantes con las condiciones subyacentes dentro del gas».

Usando 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 uniforme. Su artículo 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, remarcó 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 de la gigante roja que lo creó.

Sobre el 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 ser determinado 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 capa interna de gas. Este resultado sugiere cambios bruscos en la eyección de polvo durante los últimos estertores de la estrella de tipo solar o, alternativamente, de formación y destrucción de polvo local”.

Cuando se trata de helio, la teoría de la nebulosa actual dice que su distribución en una nebulosa planetaria debe ser uniforme. Para probar esto, los autores utilizaron datos de MUSE para mapear el helio en la nebulosa de Saturno. Encontraron variaciones que seguían la morfología de caparazón de la nebulosa. «Esto implica que los métodos actuales para determinar el helio necesitan mejoras, o que se debe rechazar la suposición de que la abundancia es uniforme». 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 se utiliza MUSE para estudiar una nebulosa planetaria, y aunque la belleza del objeto es un poco fascinante, es la ciencia subyacente que intriga a los astrónomos y astrofísicos.

Los autores del artículo admiten que presentan solo 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 artículo, “Las observaciones demuestran el enorme potencial de este instrumento para avanzar en los estudios espectroscópicos ópticos de nebulosas de emisión extendida.”