Estrellas evolucionadas

La mayoría de las estrellas muere tras eyectar casi toda su masa, conviertiéndose en espectaculares y extensas nebulosas; nuestro Sol así lo hará también. Los astrónomos del OAN trabajan activamente en el estudio de estas últimas fases de la evolución estelar.

Cuando una estrella normal envejece, sufre una gran expansión, su radio se hace tan grande que englobaría (calcinándolo) un planeta que girara con la órbita de la Tierra. A estas estrellas, que son ahora relativamente frías, se les llama gigantes rojas. La evolución posterior a esta fase es precisamente la más espectacular de la vida de la mayoría de las estrellas. Las gigantes rojas pierden masa de forma muy copiosa, y este proceso tiende a aumentar con el tiempo. Cuando la estrella ha eyectado la mayor parte de su masa, queda al descubierto el pequeño núcleo central. En sólo 1000 o 2000 años la estrella pasa de ser una gigante roja, fría y muy dilatada, a ser extraordinariamente compacta y caliente, una enana azul o blanca.

Estas estrellas enanas están aún rodeadas por el material previamente expulsado que, ahora iluminado y calentada por el residuo estelar, se llama nebulosa planetaria (por razones históricas, aunque no tiene nada que ver con los planetas). Las nebulosas planetarias se encuentran ellas mismas en vertiginosa evolución, con importantes procesos de interacción dinámica entre las diferentes fases del viento estelar, que terminan dando lugar a las bellas imágenes que a menudo presentan. La estrellas viejas se convierten así en extensas nebulosas.

Concretamente destacamos nuestros estudios sobre :

 

  • La estructura de las envolturas alrededor de gigantes rojas y las abundancias químicas en ellas, tanto en general como en objetos destacados.
  • La estructura y química de las nebulosas planetarias. Ha sido particularmente relevante nuestro estudio de sus componentes más frías, que normalmente contienen la mayor parte del material nebular.
  • La estructura y dinámica de las nebulosas planetarias muy jóvenes. Citemos los trabajos acerca de la interacción de vientos, las ondas de choque asociadas y los efectos que en esta fase tiene la presencia de binariedad.

 

 

Imagen obtenida por astrónomos del OAN (en colaboración con científicos de otros países) de la nebulosa planetaria joven OH231.8+4.2, llamada la Calabaza. La estructura alargada de color amarillento representa un chorro doble eyectado por la estrella, que choca con capas más externas. El choque acelera y calienta estas capas; las componentes excitadas de esta manera se aprecian en color azulado. (Imagen cortesía de ESA/NASA y Judy Schmidt.)

 

El Rectángulo Rojo: emisión molecular (contornos, observaciones realizadas por nuestros astrónomos) e imagen óptica (obtenida por el HST, cortesía de NASA). Los contornos negros muestran gas en expansión y los contornos azules y rojos muestran gas en rotación, respectivamente acercándose o alejándose de nosotros. Todo el gas fue eyectado por una estrella moribunda; la rotación aparece debido a que la estrella central es doble y una parte de la energía de rotación del sistema estelar se transfiere al la nebulosa.

 

Observaciones realizadas por nuestros astrónomos del material que rodea la estrella binaria R Aqr, compuesta por una estrella gigante roja y una compañera compacta. Panel de la derecha: mapa de la emisión molecular, que muestra una estructura aplanada y espiral vista casi de canto. Panel central: emisión de granos de polvo (a una escala diferente), notemos el flujo de material de una estrella (círculo gris) hacia compañera. Panel de la derecha: predicciones teóricas de la estructura del material eyectado cuando es afectado gravitatoriamente por una compañera (visto de cara; a partir de cáculos de S. Mohamed & Ph. Podsiadlowski); los cálculos son básicamente compatibles con las observaciones.

 

Izquierda: Imagen en luz visible de NGC 6302, la Nebulosa del Bicho (obtenida por el HST, cortesía de la NASA). Derecha: ampliación de la región de la cintura de la nebulosa, con la emisión molecular superpuesta (obtenida por nuestros astrónomos usando ALMA). Observamos dos anillos ricos en material molecular, uno de los cuales, muy masivo, constriñe la cintura de la nebulosa bipolar. Los contornos azulados y rojizos del recuadro central indican gas acercándose a nosotros y alejándose, respectivamente. El recuadro de la derecha muestra la velocidad (a lo largo de la línea de visión) del gas de estos anillos.