Webb de la NASA captura la "actuación" final de Dying Star con gran detalle

Algunas estrellas guardan lo mejor para el final. La estrella más tenue en el centro de esta escena ha estado enviando anillos de gas y polvo durante miles de años en todas direcciones, y el telescopio espacial James Webb de la NASA ha revelado por primera vez que esta estrella está cubierta de polvo.

Esta comparación lado a lado muestra las observaciones de la Nebulosa del Anillo Sur en luz infrarroja cercana, a la izquierda, y en luz infrarroja media, a la derecha, del Telescopio Webb de la NASA. Esta escena fue creada por una estrella enana blanca: los restos de una estrella como nuestro Sol después de que se despojó de sus capas externas y dejó de quemar combustible a través de la fusión nuclear. Esas capas exteriores ahora forman los proyectiles expulsados ​​a lo largo de esta vista. En la imagen de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), la enana blanca aparece en la parte inferior izquierda de la brillante estrella central, parcialmente oculta por un pico de difracción. Aparece la misma estrella, pero más brillante, más grande y más roja, en la imagen del instrumento de infrarrojo medio (MIRI). Esta estrella enana blanca está cubierta por gruesas capas de polvo, lo que la hace parecer más grande. La estrella más brillante en ambas imágenes aún no se ha despojado de sus capas. Orbita de cerca a la enana blanca más tenue, lo que ayuda a distribuir lo que expulsa. Durante miles de años y antes de que se convirtiera en una enana blanca, la estrella expulsaba masa periódicamente: las capas visibles de material. Como si repitiera, se contrajo, se calentó y luego, incapaz de expulsar más material, pulsó. El material estelar se envió en todas las direcciones, como un aspersor giratorio, y proporcionó los ingredientes para este paisaje asimétrico. Hoy, la enana blanca está calentando el gas en las regiones internas, que aparecen azules a la izquierda y rojas a la derecha. Ambas estrellas iluminan las regiones exteriores, que se muestran en naranja y azul, respectivamente. Las imágenes se ven muy diferentes porque NIRCam y MIRI recolectan diferentes longitudes de onda de luz. NIRCam observa la luz infrarroja cercana, que está más cerca de las longitudes de onda visibles que detectan nuestros ojos. MIRI va más lejos en el infrarrojo, recogiendo longitudes de onda del infrarrojo medio. La segunda estrella aparece más claramente en la imagen MIRI, porque este instrumento puede ver el polvo brillante a su alrededor. Las estrellas, y sus capas de luz, roban más atención en la imagen de NIRCam, mientras que el polvo juega el papel principal en la imagen de MIRI, específicamente el polvo que está iluminado. Observe la región circular en el centro de ambas imágenes. Cada uno contiene un cinturón de material tambaleante y asimétrico. Aquí es donde se encuentran dos "cuencos" que forman la nebulosa. (En esta vista, la nebulosa está en un ángulo de 40 grados). Este cinturón es más fácil de detectar en la imagen MIRI (busque el círculo amarillento), pero también es visible en la imagen NIRCam. La luz que viaja a través del polvo naranja en la imagen NIRCam, que parece focos, desaparece en longitudes de onda infrarrojas más largas en la imagen MIRI. En la luz del infrarrojo cercano, las estrellas tienen picos de difracción más prominentes porque son muy brillantes en estas longitudes de onda. En la luz infrarroja media, también aparecen picos de difracción alrededor de las estrellas, pero son más débiles y más pequeños (acerque el zoom para detectarlos). La física es la razón de la diferencia en la resolución de estas imágenes. NIRCam ofrece imágenes de alta resolución porque estas longitudes de onda de luz son más cortas. MIRI proporciona imágenes de resolución media porque sus longitudes de onda son más largas: cuanto más larga es la longitud de onda, más gruesas son las imágenes. Pero ambos brindan una increíble cantidad de detalles sobre cada objeto que observan, brindando vistas nunca antes vistas del universo. NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin. MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (El Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona. Créditos: IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI

Dos cámaras a bordo de Webb capturaron la última imagen de esta nebulosa planetaria, catalogada como NGC 3132, y conocida informalmente como la Nebulosa del Anillo Sur. Está aproximadamente a 2.500 años luz de distancia.

Webb permitirá a los astrónomos profundizar en muchos más detalles sobre nebulosas planetarias como esta: nubes de gas y polvo expulsadas por estrellas moribundas. Comprender qué moléculas están presentes y dónde se encuentran en las capas de gas y polvo ayudará a los investigadores a refinar su conocimiento de estos objetos.

Esta observación muestra la Nebulosa del Anillo Sur casi de frente, pero si pudiéramos rotarla para verla de canto, su forma tridimensional se vería más claramente como dos cuencos colocados juntos en la parte inferior, abriéndose el uno del otro con un gran agujero en el centro.

Dos estrellas, que están encerradas en una órbita estrecha, dan forma al paisaje local. Las imágenes infrarrojas de Webb presentan nuevos detalles en este complejo sistema. Las estrellas, y sus capas de luz, son prominentes en la imagen de la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) a la izquierda, mientras que la imagen del instrumento de infrarrojo medio de Webb (MIRI) a la derecha muestra por primera vez que el segundo la estrella está rodeada de polvo. La estrella más brillante se encuentra en una etapa anterior de su evolución estelar y probablemente expulsará su propia nebulosa planetaria en el futuro.

Mientras tanto, la estrella más brillante influye en la apariencia de la nebulosa. A medida que la pareja continúa orbitando entre sí, "revuelven la olla" de gas y polvo, causando patrones asimétricos.

La estrella brillante en el centro de NGC 3132, aunque destaca cuando se ve con el telescopio Webb de la NASA en luz infrarroja cercana, desempeña un papel secundario en la escultura de la nebulosa circundante. Una segunda estrella, apenas visible en la parte inferior izquierda a lo largo de uno de los picos de difracción de la estrella brillante, es la fuente de la nebulosa. Ha expulsado al menos ocho capas de gas y polvo durante miles de años. Pero la estrella central brillante que se ve aquí ha ayudado a “revolver” la olla, cambiando la forma de los intrincados anillos de esta nebulosa planetaria al crear turbulencia. El par de estrellas están bloqueadas en una órbita estrecha, lo que lleva a la estrella más tenue a rociar el material expulsado en una variedad de direcciones mientras orbitan entre sí, lo que da como resultado estos anillos irregulares. Cientos de líneas rectas y brillantemente iluminadas atraviesan los anillos de gas y polvo. Estos "focos" emanan de la estrella brillante y fluyen a través de los agujeros en la nebulosa como la luz del sol a través de los huecos en una nube. Pero no toda la luz de las estrellas puede escapar. La densidad de la región central, resaltada en verde azulado, se refleja en cuán transparente u opaca es. Las áreas que son de un verde azulado más profundo indican que el gas y el polvo son más densos y que la luz no puede liberarse. Los datos de la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) se utilizaron para hacer esta imagen extremadamente detallada. Está repleto de información científica, y la investigación comenzará después de su publicación. Esta no es solo una imagen nítida de una nebulosa planetaria, sino que también nos muestra objetos en las vastas distancias del espacio detrás de ella. Las secciones rojas transparentes de la nebulosa planetaria, y todas las áreas fuera de ella, están llenas de galaxias distantes. Busque la línea brillante en ángulo en la parte superior izquierda. No es la luz de las estrellas, es una galaxia lejana vista de canto. Espirales distantes, de muchas formas y colores, también salpican la escena. Los que están más alejados, o muy polvorientos, son pequeños y rojos. NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin. Créditos: IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI

Cada capa representa un episodio en el que la estrella más débil perdió parte de su masa. Las capas de gas más anchas hacia las áreas exteriores de la imagen fueron expulsadas antes. Los más cercanos a la estrella son los más recientes. El seguimiento de estas expulsiones permite a los investigadores observar la historia del sistema.

Las observaciones realizadas con NIRCam también revelan rayos de luz extremadamente finos alrededor de la nebulosa planetaria. La luz estelar de las estrellas centrales fluye donde hay agujeros en el gas y el polvo, como la luz del sol a través de los huecos en una nube.

Dado que las nebulosas planetarias existen desde hace decenas de miles de años, observar la nebulosa es como ver una película en cámara excepcionalmente lenta. Cada capa que la estrella infló brinda a los investigadores la capacidad de medir con precisión el gas y el polvo que están presentes en su interior.

A medida que la estrella expulsa capas de material, se forman polvo y moléculas en su interior, lo que cambia el paisaje incluso cuando la estrella sigue expulsando material. Este polvo eventualmente enriquecerá las áreas a su alrededor, expandiéndose en lo que se conoce como el medio interestelar. Y dado que es muy longevo, el polvo puede terminar viajando por el espacio durante miles de millones de años e incorporarse a una nueva estrella o planeta.

En miles de años, estas delicadas capas de gas y polvo se disiparán en el espacio circundante.

El Telescopio Webb de la NASA ha revelado la capa de polvo alrededor de la segunda estrella, que se muestra a la izquierda en rojo, en el centro de la Nebulosa del Anillo Sur por primera vez. Es una estrella enana blanca caliente y densa. A medida que se transformaba en una enana blanca, la estrella expulsaba masa periódicamente: las capas de material que ves aquí. Como si repitiera, se contrajo, se calentó y luego, incapaz de expulsar más material, pulsó. En esta etapa, debería haber arrojado sus últimas capas. Entonces, ¿por qué la estrella roja todavía está cubierta de polvo? ¿Se transfirió material de su compañero? Los investigadores comenzarán a buscar respuestas pronto. La estrella más azul a la derecha en esta imagen también ha dado forma a la escena. Ayuda a remover el material expulsado. El disco alrededor de las estrellas también se tambalea, lanzando espirales de gas y polvo durante largos períodos de tiempo. Esta escena es como presenciar un aspersor giratorio que ha terminado de disparar material en todas direcciones durante miles de años. Webb capturó esta escena en luz infrarroja media, la mayor parte de la cual solo se puede observar desde el espacio. La luz del infrarrojo medio ayuda a los investigadores a detectar objetos envueltos en polvo, como la estrella roja. Esta imagen del Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) también ofrece una increíble cantidad de detalles, incluido un caché de galaxias distantes en el fondo. La mayoría de los puntos de luz multicolores son galaxias, no estrellas. Diminutos triángulos marcan los bordes circulares de las estrellas, incluido uno azul dentro de los bordes inferiores rojos de la nebulosa, mientras que las galaxias parecen círculos deformes, líneas rectas y espirales. MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (El Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona. Créditos: IMAGEN: NASA, ESA, CSA, STScI

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

La sede de la NASA supervisa la misión de la Dirección de Misión Científica de la agencia. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra Webb para la agencia y supervisa el trabajo en la misión realizada por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Northrop Grumman y otros socios de la misión. Además de Goddard, varios centros de la NASA contribuyeron al proyecto, incluido el Centro Espacial Johnson de la agencia en Houston, el Laboratorio de Propulsión a Chorro en el sur de California, el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Huntsville, Alabama, el Centro de Investigación Ames en Silicon Valley de California y otros.

NIRCam fue construido por un equipo de la Universidad de Arizona y el Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin.

MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (El Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona.

Para obtener una gama completa de las primeras imágenes y espectros de Webb, incluidos los archivos descargables, visite: https://webbtelescope.org/news/first-images

Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI

• Publicado en Webb Space Telescope el 12 de julio del 2022, enlace publicación.