El reencuentro con una nebulosa planetaria 30 años después revela cambios y una posible estrella compañera

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 grupo científico encabezado por el IAA-CSIC se ha reencontrado treinta años después.

“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”.

La nebulosa planetaria IC4997.

El espectro de un objeto celeste revela sus propiedades físicas a través del estudio de las líneas de emisión o absorción 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 202, 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 quince 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.

El telescopio de 2.2 metros del Observatorio de Calar Alto.

Referencia bibliográfica:
L. F. Miranda et al. “An episodically variable stellar wind in the planetary nebula IC 4997”. Astronomy & Astrophysics, January 2022.