Las nebulosas planetarias

Las nebulosas planetarias no son sino las capas externas de una estrella, expulsadas en las etapas finales de su evolución. Si una estrella posee poca masa, a medida que envejece, va aumentando paulatinamente de tamaño mientras va agotando su combustible nuclear. Este proceso pacífico deriva en una aureola de gas que rodea al núcleo remanente de la estrella y que visto desde la tierra posee un aspecto de anillo verdaderamente hermoso.

La nebulosa Helix (Helice). Pica en la imagen para ampliar. Foto: Leonardo julio.

En algunas etapas de inestabilidad, estrellas como el Sol eyectan cáscaras de gas al medio interestelar dando lugar a las llamadas nebulosas planetarias que, a pesar del nombre, nada tienen que ver con los planetas.

Como se ven?

Las nebulosas planetarias son mas pequeñas y débiles que las nebulosas de reflexión, requiriendo mayor aumento, una mayor apertura (por lo menos un telescopio de 7 de diámetro para ver las mas brillantes) y un cielo oscuro.

El siguiente video, del European Southern Observatory, es una impresión artística de la nebulosa Helix.

Las mas notables del hemisferio norte son la Dumbell y la de la Lyra (M57), y NGC 3132 del hemisferio sur. La primera tiene magnitud 8 y mide 8 por 4 minutos de arco; la de la Lyra es más débil (magnitud 9.0), pero al ser más compacta (sólo un minuto de arco) tiene mayor brillo superficial. NGC 3132 es similar a M57 en cuanto a brillo y tamaño.

De hecho la nebulosa planetaria más brillante, la de la Hélice tiene una magnitud total de 6.5 pero, al abarcar una extensión similar a la de la Luna llena, es demasiado tenue para los telescopios pequeños. Su observación requiere baja magnificación y un cielo muy oscuro. Tal vez no es casualidad que esta nebulosa, catalogada como NGC 7293, no esté dentro del catálogo de Messier.

Las nebulosas planetarias son entonces capas de gas lanzados por estrellas que están a punto de terminar su vida. Nuestro Sol probablemente producirá una nebulosa planetaria dentro de unos 5 mil millones de años.

El motivo por el cual se ven como anillos y no como círculos completos, es interesante de ver en detalle.

NGC 3132. Es una planetaria que se ha formado en varias etapas, con  posiblemente ocho explosiones. La estrella que se ve en centro no es la originaria de la nebulosa, que es mucho mas debil y oculta en el brillo de la que se ve. Foto: Sergio Eguivar.

No tienen nada que ver con los planetas. Esta terminología fue inventada así porque se parecían a pequeños planetas vistos a través del telescopio. Una típica nebulosa planetaria no mide más de 1 año luz.

Por que se llaman así?

A las nebulosas planetarias se les llama así porque muchas tienen la forma de un planeta (redondas, pequeñas, muchas de un color verdoso -azulado, similar a como se ven Urano y Neptuno cuando se las observa por el telescopio).

Corresponden a una fase bien definida de la evolución estelar. En efecto, cuando una estrella como nuestro Sol agota el hidrógeno de su núcleo, éste empieza a contraerse y a calentarse mientras las capas exteriores continúan quemando hidrógeno. En un momento dado, el proceso se estabiliza al iniciarse la fusión termonuclear del helio. Para entonces, el diámetro de la estrella habrá crecido espectacularmente, se mostrara cien veces más brillante y se habrá vuelto naranja, e incluso roja. Es una gigante roja, como Arturo, en la constelación del Boyero, o Aldebarán situada en la constelación de Tauro.

La planetaria NGC 1535, en Eridano. Pica para ampliar. Foto: Sergio Eguivar.

El proceso continúa, quemándose el helio del núcleo hasta que queda tan solo un residuo de carbono y oxigeno rodeado de capas externas de helio e hidrógeno en fusión termonuclear. En este proceso, las estrellas resplandecen, aumentan y enrojecen todavía más: cuando el Sol alcance esta fase, su tamaño posiblemente sobrepasará la órbita de la Tierra.

Al alcanzar su máxima expansión, estas estrellas se vuelven inestables. Un ejemplo de esto lo tenemos en Mira, la maravillosa, en la constelación de la Ballena, que es una estrella variable de largo periodo, que permanece invisible durante 11 meses, para al cabo de ese tiempo se muestra como una de las estrellas más brillantes de su constelación.

En esta fase, las estrellas despiden materia a un ritmo muy intenso, del orden del triple de la masa de la Tierra en un año. El resultado es que al cabo de unas decenas de millones de años, de las estrellas no quedara nada, salvo un núcleo denso (una enana blanca) y una enorme nube de gas, en expansion.

La estrella central genera un viento solar lo bastante intenso como para comprimir las capas exteriores, al tiempo que la radiación ultravioleta calienta e ilumina la envoltura formada: ha nacido una nebulosa planetaria.

Video de la formación de la planetaria Fleming 1, con su extraña estructura.

No hay nebulosas de estas características discernibles a simple vista, aunque de todas maneras son bastante brillantes, aunque pequeñas. Aumentan de tamaño a medida que envejecen, pero cuando la estrella central termina por enfriarse y oscurecerse, pierden brillo, aunque siguen creciendo.

Una nebulosa antigua puede adquirir tal proporción que resulte difícil distinguiría sobre el fondo del firmamento. Un buen ejemplo de esto nos lo proporciona Hélix (NGC 7293). Se trata de la nebulosa planetaria más cercana a la Tierra. Situada apenas a 500 años luz, abarca una región del cielo que es casi la mitad del diámetro angular de la Luna llena.

Solo el 20 % de las planetarias tienen formas circulares. Depende de su origen. A veces la estrella tiene varias emisiones de gas o lo hace de una manera asimétrica, tal vez por estar en un sistema doble. Las hay bipolares. helicoidales, etc. Pueden ser tan extrañas como Fleming 1, tal como se ve en el anterior video.

NGC 6302. Una planetaria bi-polar. Pica para ampliar. Foto Leonardo Julio.

Como se mencionó mas arriba, este gran grupo de nebulosas está relacionado con las fases finales de la vida estelar. Las nebulosas planetarias son gigantescas nubes generalmente en forma de uno o varios anillos que se originan cuando las capas externas de una estrella moribunda son arrojadas lentamente hacia el espacio. Estas capas gaseosas son expulsadas de la estrella en procesos relativamente poco violentos y se alejan de ella a velocidades de algunas decenas de kilómetros por segundo.

Su duración como objeto visible no supera los cien mil años. Se conocen una 3000, lo que marca que son pocas y un periodo corto en la vida de las estrellas. Se calcula que en toda la Via Lactea seran unas 10 mil.