Los primeros datos muestran que al menos otras dos, y posiblemente tres, estrellas invisibles habrían creado las formas alargadas y curvilíneas de la nebulosa del Anillo del Sur. Además, por primera vez, al combinar las imágenes infrarrojas del telescopio espacial James Webb (JWST) con los datos existentes del observatorio Gaia de la ESA, el equipo científico ha podido determinar con precisión la masa de la estrella central antes de que creara la nebulosa. En el estudio, liderado por la Universidad Macquarie de Sidney (Australia), han participado cerca de 70 personas, entre ellas personal científico del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), que han analizado una decena de imágenes de gran detalle obtenidas con este telescopio. Este trabajo ha sido destacado en la portada del número de diciembre de la revista Nature Astronomy.

"Con el JWST, es como si nos dieran un microscopio para examinar el universo", afirma Orsola De Marco, investigadora de la Universidad de Macquarie que ha liderado el estudio. "Las imágenes son muy detalladas. Abordamos nuestro análisis de forma muy parecida a como los forenses reconstruyen la escena", añade.

Para reconstruir la escena y esclarecer cómo pueden haberse creado las formas de esta nebulosa, los científicos calcularon, en primer lugar, su masa inicial, descubriendo que la estrella central tenía casi tres veces la masa del Sol antes de expulsar sus capas de gas y polvo. Tras esas eyecciones, ahora tiene aproximadamente el 60 por ciento de la masa de nuestro astro.

Posteriormente, el equipo se centró en determinar qué podría explicar las formas de las coloridas nubes de gas y polvo, retrocediendo miles de años en el tiempo. Mientras que algunas estrellas expulsan sus capas en solitario, los resultados sugieren que había algunas compañeras que podrían haberse unido a la estrella central antes de que esta empezara a crear la nebulosa del Anillo del Sur.

"Esta estrella es ahora más pequeña y caliente, pero está rodeada de polvo frío", explica Verónica Gómez Llanos, investigadora del IAC y miembro del equipo: "Creemos que todo ese gas y polvo que vemos esparcido por todas partes debe proceder de esa única estrella, pero fue arrojado en direcciones muy concretas por las estrellas compañeras”, señala.

Antes de que la estrella moribunda se desprendiera de sus capas, el equipo cree que interactuó con una o incluso dos estrellas compañeras más pequeñas. Durante el "baile", estas estrellas podrían haber lanzado chorros en dos direcciones opuestas, que ahora se observan en los bordes de la nebulosa como proyecciones aproximadamente emparejadas. "Esto es mucho más hipotético, pero si dos compañeras estuvieran interactuando con la estrella moribunda, lanzarían chorros bidireccionales que podrían explicar estas protuberancias opuestas. El manto polvoriento que rodea a la estrella moribunda apunta a estas interacciones", comenta De Marco.

Según Arturo Manchado, investigador del IAC y coautor del artículo, “la razón por la que estas estrellas compañerasson ahora invisibles podría deberse a que, o bien son lo suficientemente tenues como para ocultarse, camufladas por el brillo de las dos estrellas centrales más brillantes, o bien se han fusionado con la estrella moribunda”.

Pero las complejas formas de la nebulosa del Anillo Sur apuntan a la presencia de más compañeras invisibles: sus eyecciones son más finas en algunas zonas y más gruesas en otras. Una tercera estrella, en estrecha interacción, podría haber agitado los chorros, desviando las eyecciones uniformemente. Además, una cuarta estrella con una órbita ligeramente más amplia, también podría haber alterado las eyecciones, generando el enorme conjunto de anillos en los extremos exteriores de la nebulosa.

Desde el IAC, además de Verónica Gómez y Arturo Manchado, también han colaborado en esta publicación los investigadores Romano Corradi, Aníbal García Hernández, Jorge García Rojas y David Jones.

El JWST es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).

Artículo: De Marco, O. et al: "The messy death of a multiple star system and the resulting planetary nebula as observed by JWST", Nature Astronomy, Dic. 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-022-01845-2

Contacto en el IAC:

Arturo Manchado, amt [at] iac.es (amt[at]iac[dot]es)