Webb investiga el complejo corazón de una mariposa cósmica
El telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha revelado nuevos detalles en el núcleo de la Nebulosa de la Mariposa, NGC 6302. Desde el denso y polvoriento toro que rodea la estrella oculta en el centro de la nebulosa hasta sus chorros salientes, las observaciones del Webb revelan muchos nuevos descubrimientos que pintan un retrato nunca antes visto de una nebulosa planetaria dinámica y estructurada.
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| La compleja estructura en el centro de la Nebulosa Mariposa, NGC 6302. En el centro se encuentra una fuente brillante rodeada de una nebulosidad verdosa y varias líneas onduladas de color crema, naranja y rosa. Una de estas líneas parece formar un anillo vertical, casi de canto, alrededor de la fuente brillante central. Otras líneas trazan un ocho. Partiendo de estas complejas líneas y de la nebulosidad verde, se extiende una sección de luz roja a ambos lados del objeto. Las esquinas superior derecha e inferior izquierda de esta imagen muestran una franja púrpura que sobresale de la imagen.] Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, M. Matsuura, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, M. Zamani (ESA/Webb) |
La Nebulosa de la Mariposa, ubicada a unos 3400 años luz de distancia en la constelación de Escorpio, es una de las nebulosas planetarias mejor estudiadas de nuestra galaxia. Esta impresionante nebulosa fue fotografiada previamente por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. Ahora, el telescopio Webb ha captado una nueva imagen de esta nebulosa.
Las nebulosas planetarias se encuentran entre las criaturas más hermosas y esquivas del mundo cósmico. Estas nebulosas se forman cuando estrellas con masas entre 0,8 y 8 veces la masa del Sol pierden la mayor parte de su masa al final de sus vidas. La fase de nebulosa planetaria es fugaz, con una duración de tan solo unos 20 000 años.
Contrariamente a su nombre, las nebulosas planetarias no tienen nada que ver con los planetas: la confusión sobre su nombre comenzó hace varios siglos, cuando los astrónomos informaron que estas nebulosas parecían redondas, como los planetas. El nombre se mantuvo, a pesar de que muchas nebulosas planetarias no son redondas en absoluto, y la Nebulosa de la Mariposa es un excelente ejemplo de las fantásticas formas que pueden adoptar estas nebulosas.
La Nebulosa de la Mariposa es una nebulosa bipolar, lo que significa que tiene dos lóbulos que se extienden en direcciones opuestas, formando las alas de la mariposa. Una banda oscura de gas polvoriento se presenta como el cuerpo de la mariposa. Esta banda es en realidad un toroide en forma de rosquilla que vemos de lado y que oculta la estrella central de la nebulosa: el antiguo núcleo de una estrella similar al Sol que energiza la nebulosa y le da brillo. Esta rosquilla polvorienta podría ser la responsable de la forma insectoide de la nebulosa, al impedir que el gas fluya hacia afuera de la estrella por igual en todas las direcciones.
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| Tres vistas de la misma nebulosa, presentadas una al lado de la otra. Las imágenes izquierda y central, etiquetadas como 'Hubble Optical' y 'Hubble Near IR', muestran la nebulosa aproximadamente a la misma escala. Estas dos imágenes muestran algunas características similares, incluyendo una franja de polvo oscuro que atraviesa el centro de la nebulosa y dos amplias nubes que emergen de cada lado de la franja de polvo como las alas extendidas de una mariposa. Una región en forma de diamante centrada en la franja de polvo se perfila en cada una de estas imágenes. En la imagen óptica del Hubble, la nebulosa aparece grumosa y casi opaca, con pocas estrellas de fondo que se ven a través del material nuboso. La nebulosa aparece en diferentes tonos de crema, amarillo y naranja, con los colores más claros apareciendo más cerca del centro. El fondo del espacio es negro con un puñado de estrellas teñidas de rosa. En la imagen del Hubble en el infrarrojo cercano, la nebulosa aparece de color crema y más opaca cerca del centro, para luego volverse rojiza con vetas púrpuras y más translúcida hacia las alas. Hay cientos de estrellas de fondo en la imagen, muchas de las cuales son visibles a través de la nebulosa. La tercera y última imagen amplía la región en forma de diamante cerca del centro de las otras dos imágenes. Esta imagen se denomina "Webb y ALMA, infrarrojo medio y submilimétrico". Esta imagen es completamente diferente de las otras dos, mostrando una fuente brillante en el centro rodeada de una nebulosidad verdosa y varias líneas onduladas de color crema, naranja y rosa. Las esquinas superior derecha e inferior izquierda de esta imagen muestran una veta púrpura que sobresale de la imagen. Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, M. Matsuura, J. Kastner, K. Noll, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, J. Kastner, M. Zamani (ESA/Webb) |
Esta nueva imagen del Webb amplía el centro de la Nebulosa Mariposa y su toroide polvoriento, ofreciendo una visión sin precedentes de su compleja estructura. La imagen utiliza datos del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del Webb, que opera en modo de unidad de campo integral. Este modo combina una cámara y un espectrógrafo para obtener imágenes en múltiples longitudes de onda simultáneamente, revelando cómo cambia la apariencia de un objeto con la longitud de onda. El equipo de investigación complementó las observaciones del Webb con datos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una potente red de antenas parabólicas.
Los investigadores que analizaron estos datos del Webb identificaron casi 200 líneas espectrales, cada una de las cuales contiene información sobre los átomos y moléculas de la nebulosa. Estas líneas revelan estructuras anidadas e interconectadas, trazadas por diferentes especies químicas.
El equipo de investigación ha localizado la estrella central de la Nebulosa de la Mariposa, que calienta una nube de polvo previamente no detectada a su alrededor, haciéndola brillar intensamente en las longitudes de onda del infrarrojo medio, a las que MIRI es sensible. La ubicación de la estrella central de la nebulosa ha sido difícil de determinar hasta ahora, ya que este polvo envolvente la hace invisible en longitudes de onda ópticas. Las búsquedas anteriores de la estrella carecían de la combinación de sensibilidad infrarroja y resolución necesarias para detectar su nube de polvo cálido y oscurecedor. Con una temperatura de 220 000 Kelvin, esta es una de las estrellas centrales más calientes conocidas en una nebulosa planetaria de nuestra galaxia.
Este deslumbrante motor estelar es responsable del magnífico brillo de la nebulosa, pero su máxima potencia podría canalizarse por la densa banda de gas polvoriento que la rodea: el toro. Los nuevos datos del Webb muestran que el toro está compuesto de silicatos cristalinos como el cuarzo, así como de granos de polvo de forma irregular. Estos granos de polvo tienen tamaños del orden de una millonésima de metro grandes, considerando el polvo cósmico, lo que indica que han estado creciendo durante mucho tiempo.
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| Tres vistas de la misma nebulosa, presentadas en un triángulo con una imagen arriba y dos abajo. Las dos imágenes inferiores, etiquetadas como 'Hubble Optical' y 'Hubble Near IR', muestran la nebulosa aproximadamente a la misma escala. Estas dos imágenes muestran algunas características similares, incluyendo una franja de polvo oscuro que atraviesa el centro de la nebulosa y dos nubes anchas que emergen de cada lado de la franja de polvo como las alas extendidas de una mariposa. En cada una de estas imágenes se perfila una región en forma de diamante centrada en la franja de polvo. En la imagen óptica del Hubble, la nebulosa aparece grumosa y casi opaca, con pocas estrellas de fondo que se ven a través del material nuboso. La nebulosa aparece en diferentes tonos de crema, amarillo y naranja, con los colores más claros apareciendo más cerca del centro. El fondo del espacio es negro con un puñado de estrellas teñidas de rosa. En la imagen del Hubble en el infrarrojo cercano, la nebulosa aparece de color crema y más opaca cerca del centro, para luego volverse rojiza con vetas púrpuras y más translúcida hacia las alas. Hay cientos de estrellas de fondo en la imagen, muchas de las cuales son visibles a través de la nebulosa. La imagen superior amplía la región en forma de diamante cerca del centro de las otras dos imágenes. Esta imagen se denomina "Webb y ALMA, infrarrojo medio y sub-mm". Esta imagen es completamente diferente de las otras dos, mostrando una fuente brillante en el centro rodeada de una nebulosidad verdosa y varias líneas onduladas de color crema, naranja y rosa. Las esquinas superior derecha e inferior izquierda de esta imagen muestran una veta púrpura que sobresale de la imagen. Crédito: ESA/Webb, NASA y CSA, M. Matsuura, J. Kastner, K. Noll, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), N. Hirano, J. Kastner, M. Zamani (ESA/Webb) |
Fuera del toro, la emisión de diferentes átomos y moléculas adquiere una estructura multicapa. Los iones que requieren mayor cantidad de energía para formarse se concentran cerca del centro, mientras que los que requieren menos energía se encuentran más lejos de la estrella central. El hierro y el níquel son particularmente interesantes, pues trazan un par de chorros que se expanden desde la estrella en direcciones opuestas.
Curiosamente, el equipo también detectó luz emitida por moléculas basadas en carbono conocidas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Forman estructuras planas, similares a los panales de abejas. En la Tierra, es frecuente encontrar HAP en el humo de fogatas, escapes de automóviles o tostadas quemadas. Dada la ubicación de los HAP, el equipo de investigación sospecha que estas moléculas se forman cuando una "burbuja" de viento proveniente de la estrella central irrumpe en el gas que la rodea. Esta podría ser la primera evidencia de la formación de HAP en una nebulosa planetaria rica en oxígeno, lo que proporciona una importante perspectiva sobre los detalles de su formación.
Los resultados se han publicado hoy en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: https://doi.org/10.1093/mnras/staf1194
Más información
El Webb es el telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. En colaboración con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la cualificación de las adaptaciones del Ariane 5 para la misión Webb, así como de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el potente espectrógrafo NIRSpec y el 50 % del instrumento de infrarrojo medio MIRI , diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados con fondos nacionales (el Consorcio Europeo MIRI), en colaboración con el JPL y la Universidad de Arizona.
Webb es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Contacto:
Relaciones con los medios de la ESA
Publicado en ESA el 27 de agosto del 2025, enlace publicación.
