Abell 78: la estrella que renació

Esta imagen combina información en rayos X obtenida en 2013 con el telescopio espacial XMM-Newton (azul), con observaciones en óptico con filtros especiales que revelan el brillo del oxígeno (verde) y el helio (rojo). Los datos en el óptico se obtuvieron en 2014 con el telescopio NOT de La Palma.

La liberación de las capas externas es un proceso habitual en las estrellas de entre 0,8 y ocho masas solares, cuando su combustible nuclear se agota. «Sin embargo, la vuelta a la vida de Abell 78 sí que resulta excepcional. Se encuentra entre los muy pocos casos en los que la estrella revive a pesar de que el núcleo ha dejado de producir energía», apunta Jesús A. Toalá, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía que encabeza la investigación.

Crónica de un renacimiento

Las estrellas obtienen su energía de las reacciones termonucleares que convierten el hidrógeno del núcleo en helio. Al agotarse el hidrógeno, la estrella comienza a hundirse bajo su propio peso, proceso que calienta las capas externas, que se dilatan y expanden. La estrella aumenta su radio casi cien veces y comienza la etapa de gigante roja.

En el caso de estrellas de masa intermedia, como el Sol, comienza a quemarse helio en el núcleo, mientras la dilatación de la envoltura continúa hasta que el núcleo pierde control sobre ella y se expande libre en el espacio. El núcleo, muy caliente, produce radiación ultravioleta y un viento estelar que, al interaccionar con el material de la envoltura, hacen que emita luz.

Así se formó Abell 78, una nebulosa planetaria que presenta un cascarón brillante y una estrella central -una enana blanca con un núcleo de carbono y oxígeno-, una capa de helio y otra, más superficial, de hidrógeno. «Hasta aquí todo normal. Sin embargo, se encendió la fusión de helio en la capa intermedia, lo que produjo la eyección de parte del material y una dilatación tal que la estrella retomó las características de una gigante roja; entre ellas, la emisión de un viento estelar de baja velocidad», apunta Toalá (IAA-CSIC).

Tras esta segunda fase de gigante roja, la estrella volvió a contraerse y comenzó a emitir un viento estelar muy veloz. «El material eyectado durante el estallido anterior es ahora barrido por el viento de la estrella e ionizado por su radiación ultravioleta, y se observan unos grumos con forma radial que emergen de la estrella central. La compleja interacción hace que se arranque material de los grumos, que alcance temperaturas de un millón de grados y que emita en rayos X», añade Martín A. Guerrero, investigador del IAA-CSIC que participa en el estudio.

Abell 78 constituye un objeto de gran interés porque es una de las cuatro nebulosas planetarias renacidas que se conocen con certeza, y porque presenta tres tipos de viento estelar, lo que la convierte en el objeto idóneo para estudiar la interacción de vientos. Además, objetos como Abell 78 permiten anticipar el futuro del Sol, que previsiblemente formará una nebulosa planetaria.

Referencia:

J. A. Toalá et al. The born-again planetary nebula A78: an X-Ray twin of A30. The Astrophysical Journal. doi:10.1088/0004-637X/799/1/67