Descubierta por el astrónomo William Herschel el 15 de febrero de 1786, la nebulosa planetaria del “Ojo del Gato”, en la constelación del Dragón, es uno de los objetos más bellos y complejos del Universo. Se la conoce con ese nombre por el parecido que presenta su zona central con el ojo de un felino. Se formó hace unos 1.000 años cuando la estrella de su núcleo expulsó sus capas más externas en una de las etapas finales de su vida, generando una estructura gaseosa a su alrededor en forma de halo. En esta entrada reproducimos un artículo del astrofísico Martín Guerrero Roncel, para quien esta nebulosa es muy especial. ¿Será por su mirada?

La nebulosa del Ojo del Gato*

Fecha: once de enero de 1999. Lugar: algún punto del Atlántico Norte, a bordo de un vuelo de la KLM en ruta desde Amsterdam a Chicago. Releía un artículo científico, pero lo que decía no hacía más que llenar mi cabeza de negros augurios. Había aceptado una posición postdoctoral en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EEUU), y la responsable de mi investigación, la profesora You-Hua Chu, me había convencido para iniciar trabajos sobre la emisión difusa en rayos X en nebulosas planetarias.

Las nebulosas planetarias me resultaban muy próximas, habían sido el tema central de mi tesis doctoral y acababa de publicar un catálogo de imágenes. Sin embargo, la emisión difusa en rayos X en el interior de estos objetos, que se esperaba estuviera asociada al choque entre el viento estelar y la propia nebulosa, me era completamente desconocida.

Y lo que estaba leyendo no acababa de convencerme. Había por aquel entonces poquísimas nebulosas planetarias con emisión en rayos X, en una buena parte de los casos debido únicamente a la estrella central y, en otros, procedente de… ¡un objeto en el campo de visión que no había sido resuelto debido a la mala calidad de las observaciones disponibles! ¿Qué hacía yo en ese vuelo, justo el día de mi cumpleaños, con destino a un campo de investigación que parecía carente de futuro?

Era cierto que había habido muchos errores y problemas con las observaciones previas en rayos X de nebulosas planetarias, pero había alguna esperanza. Justo por aquel entonces NASA y ESA se disponían a lanzar Chandra y XMM-Newton, dos nuevos observatorios en rayos X, mucho más potentes y con mejor resolución espacial que los existentes previamente. A la espera de la puesta en funcionamiento de esos satélites, nos dispusimos a revisar todas las observaciones previas de ROSAT de nebulosas planetarias. Y así, mi tarea durante el primer año allí fue la rutinaria revisión del archivo de ROSAT. Entre las nebulosas planetarias observadas, solo trece se detectaban en rayos X y, en la mayor parte de ellas, la emisión era la que se esperaba de sus calientes estrellas centrales. Había una nebulosa planetaria, no obstante, que nos llamó la atención: NGC 6543, la Nebulosa del Ojo del Gato, capturó nuestra atención, como los ojos brillantes de un felino que atraviesan la oscuridad.

Un candidato idóneo

La Nebulosa del Ojo del Gato se encuentra muy cerca del Polo Norte Galáctico y, precisamente en esa dirección, ROSAT llevaba a cabo observaciones rutinarias para su calibración. Por mera casualidad, pues, la observación de ROSAT de la Nebulosa del Ojo del Gato tenía un tiempo total de integración superior a los cien mil segundos, mientras que para muchas otras nebulosas planetarias no llegaba a cinco mil. Esa observación tan profunda nos permitió descubrir emisión aparentemente extensa y con la firma espectral esperada para el viento estelar calentado por el choque con la nebulosa. Por este motivo y por su apropiado tamaño angular, la Nebulosa del Ojo del Gato era el candidato ideal para observación con el satélite Chandra. Así que elaboramos una propuesta que convenció al comité de asignación de tiempos para que Chandra nos observara este objeto. Era cuestión de unos meses, mientras nuestras observaciones eran programadas y ejecutadas.

Una mañana de mayo de 2001 me dirigía al Departamento de Astronomía en mi vieja bicicleta. Al llegar allí, You-Hua me esperaba con una amplia sonrisa. Había recibido imágenes preliminares de las observaciones Chandra de la Nebulosa del Ojo del Gato y se mostraba muy optimista porque la imagen mostraba emisión difusa en rayos X, además de una fuente puntual. Rápidamente, registramos la imagen en rayos X con una óptica y el resultado nos pareció espectacular. La emisión en rayos X quedaba perfectamente confinada dentro de la burbuja más interna que se aprecia en el óptico (ver abajo imagen de la NASA). En pocas palabras, por primera vez se había detectado viento estelar calentado por choques confinado dentro de la nebulosa planetaria tal y como predecía el modelo canónico de formación de nebulosas planetarias desde 1978.

Maravillados estábamos cuando nos percatamos de una peculiaridad adicional. La fuente puntual de rayos X coincidía con la estrella central de la Nebulosa del Ojo del Gato, pero…, espera, esa estrella es demasiado fría para presentar emisión fotosférica en rayos X. Además, el espectro de rayos X descartaba categóricamente que fuese emisión fotosférica de la estrella central. No solo habíamos confirmado la predicción del modelo canónico de vientos en interacción, sino que habíamos descubierto un tipo de emisión inesperada en la estrella central de una nebulosa planetaria. Después se ha descubierto este tipo de emisión en unas pocas estrellas centrales más, pero el origen de esta emisión, como en el caso de la Nebulosa del Ojo del Gato, sigue siendo, cuento menos, enigmático. ¿Está relacionado con la acreción de material sobre la estrella central? ¿Tal vez desde un disco? ¿O tal vez se deba a la emisión coronal de una compañera de baja masa? Ambos, discos y compañera podrían guardar relación con los flujos bipolares en precesión que se observan en esta nebulosa. O, como ocurre en estrellas masivas de tipo OB, ¿podrían ser choques en el viento estelar?

En fin, preguntas sin resolver de un astro que resplandece en la oscuridad como los ojos de un gato.

 “No solo confirmamos la predicción del modelo,
sino que descubrimos un tipo de emisión inesperada”

*Artículo publicado en la revista del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA).

 

MARTÍN GUERRERO RONCEL:

Nacido en Marchena (Sevilla) en 1968. Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad Complutense de Madrid, realizó la tesis doctoral en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y en la Universidad de La Laguna (ULL), Tenerife (1995). En la actualidad es Investigador Científico del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), donde además realiza las funciones de vicedirector de Ciencia y labores de divulgación.