MUSE revela diferentes componentes gaseosas en nebulosas planetarias

Izquierda: distribución espacial de la línea de emisión auroral [N II] λ5755 en la NP M 1-42 antes de aplicar la contribución de recombinación. Centro: distribución espacial de la LR N II λ5679. Derecha: igual que el panel de la izquierda pero tras aplicar la corrección de la contribución por recombinación.

Hemos llevado a cabo un estudio detallado de las abundancias químicas gaseosas en nebulosas planetarias (NP), el resultado final de estrellas como el Sol, a través de la espectroscopia de la Unidad de Campo Integral (IFU) de alta resolución espacial obtenida con el Explorador Espectroscópico Múltiple (MUSE) acoplado al Very Large Telescope (VLT) de 8.2 m en Chile. El estudio se ha centrado en tres NP con factores de discrepancia de abundancia elevados (ADF > 20), un problema relevante en la astrofísica nebular aún no resuelto. Consiste en que las abundancias químicas obtenidas a partir de líneas ópticas de recombinación débiles (LR) son sistemáticamente mayores que las medidas a partir de las líneas brillantes de excitación por colisiones (LEC). En este trabajo se demuestra que el efecto de la contribución por recombinación a algunas líneas excitadas por colisiones, sensibles a la temperatura electrónica y que son cruciales para determinar con precisión las abundancias químicas, es extremadamente elevado en estos objetos, por lo que debe ser considerado cuidadosamente para calcular correctamente las abundancias químicas. Además, se han trazado por vez primera mapas con resolución espacial de la discrepancia de abundancias para las dos principales especies iónicas de oxígeno detectadas en NP, confirmando que la emisión de LR aumenta fuertemente hacia las regiones interiores de estas NP. Esto casi coincide espacialmente con un gradiente descendente de la temperatura electrónica obtenido a partir de los diagnósticos de LR, lo que apoya firmemente la presencia de dos fases de gas distintas. Se ha encontrado que la estimación de la contribución relativa de cada componente del gas a la emisión de H i es crucial para calcular abundancias fiables y, por tanto, se ha propuesto un nuevo método para evaluar dicha contribución relativa.