Desde pequeño me han maravillado unos objetos celestes que están entre los más bellos del Universo: las nebulosas planetarias. A pesar de su nombre, no tienen nada que ver con los planetas, sino que se nombraron así porque cuando se descubrieron, en el siglo XVIII, se asemejaban a Júpiter o Saturno observados desde los rudimentarios telescopios de la época.

Estas nebulosas son algo así como “cadáveres estelares”. Cuando una estrella con una masa menor a unas 8 veces la masa del Sol agota el hidrógeno en su núcleo, que es el combustible que hace que la estrella brille y no colapse sobre sí misma debido a su enorme gravedad, entra en una fase de inestabilidad (llamada fase de gigante roja) en la que sufre enormes pulsaciones y fuertes vientos estelares , su atmósfera se expande y enfría, y comienza reacciones nucleares más energéticas, en un intento por mantener el equilibrio entre la gravedad y la radiación de su núcleo. Finalmente, libera sus capas más externas dejando un núcleo muy caliente que, en un momento dado, calienta y hace brillar el gas que se va alejando progresivamente del cadáver estelar.

El mecanismo que expulsa esas capas externas todavía no se conoce muy bien. El modelo clásico propone que la pérdida de masa de la estrella en forma de gas continúa hasta que su núcleo caliente queda expuesto, momento en el que un viento estelar tenue pero muy veloz colisiona con la envoltura que está rodeando a la estrella, formando una cáscara de gas densa que se sigue expandiendo a una velocidad constante; en este momento es cuando la nebulosa planetaria se hace visible, al ser el gas excitado por la radiación ultravioleta del núcleo extremadamente caliente. En un medio homogéneo, esta expansión sería isótropa: al ser la estrella esférica, las capas se expandirían de tal forma que se formarían nebulosas también esféricas, con lo que este modelo no sería capaz de explicar las intrincadas formas que se encuentran en una gran parte de las nebulosas planetarias.

Eso sí, las distintas formas que se encuentran en las nebulosas planetarias presentan, por lo general, estructuras simétricas. Un claro ejemplo son las nebulosas bipolares, que presentan dos chorros de gas expulsados en una dirección determinada pero en sentidos opuestos; también hay nebulosas que presentan una simetría de punto, similar a una forma de “S”. Las más complicadas son algunas nebulosas multipolares, que presentan múltiples chorros de gas en diferentes direcciones. En general, estas estructuras espectaculares, que van desde los ya mencionados chorros de gas hasta la presencia de estructuras en forma de filamentos, le dan a las nebulosas un aspecto espectacular y, en muchos casos, formas que se asemejan a objetos reales. Por esa razón las nebulosas planetarias tienen nombres muy populares y fáciles de recordar (hormiga, esquimal, anillo, araña roja, antifaz, etc.). Hace unos años, cuando enseñé una imagen de una nebulosa planetaria a los niños de 5 años de la clase de mi hija, la mayoría creyó ver en la imagen una mariposa. Es lógico, ya que antes este nombre había inspirado un libro de divulgación muy famoso entre los amantes de la Astronomía que se titula “Mariposas Cósmicas” (del inglés “Cosmic Butterflies”).

Así que para poder explicar el origen de estas formas complicadas se han propuesto distintos mecanismos, todos con una sólida base física, pero con mayor o menor éxito a la hora de reproducir las observaciones. Por ejemplo: alta velocidad de rotación de la estrella, presencia de fuertes campos magnéticos o incluso presencia de planetas gigantes. Todos estos mecanismos por sí solos o combinados pueden tener alguna influencia en dar forma a la eyección de gas.

Una de las explicaciones que ha ido ganando peso en los últimos años es que la estrella central no esté aislada, sino que se encuentre en interacción con una compañera; lo que se conoce como un sistema estelar binario. En estos sistemas, una de las estrellas está en un estado final de evolución y la interacción con su compañera provoca que las pérdidas de masa de la estrella puedan ser asimétricas y repetirse en cierto número de episodios, dando lugar a las complicadas morfologías que vemos. Además, en los últimos años el número de estrellas centrales de nebulosas planetarias que han sido confirmadas como binarias usando distintos métodos ha ido aumentando espectacularmente (hoy en día se conocen cerca de un centenar), por lo que se especula con la posibilidad de que muchas de las nebulosas planetarias con formas asimétricas que podemos ver hoy en día en el cielo sean candidatas a albergar una estrella binaria (o múltiple) en su corazón. De hecho, también hay algunas que, aunque nos parezcan esféricas, en realidad no lo son debido a una cuestión de perspectiva, como si miráramos desde arriba a un diábolo puesto “de pie” en el suelo.

En particular, son muy interesantes los sistemas binarios que han pasado por una fase de “envoltura común” en la que ambas estrellas giran en órbitas tan cercanas que, cuando la envoltura de la estrella evolucionada se expande, esta engulle a la compañera, comenzando así un periodo de inestabilidad que los astrónomos aún estamos intentando entender y durante el cual se expulsa la envoltura que acabará formando una nebulosa planetaria.

Así que siento decepcionarles, pero si en el futuro existiera una civilización extraterrestre que tuviera la capacidad de observar en detalle la nebulosa planetaria que se forme al final de la vida de nuestro Sol, es muy probable que encuentren que su cadáver es una nube de gas esférica y tenue en donde se encontrarán los elementos que una vez formaron parte de nosotros. Así que pongan guapos a sus elementos químicos, no vaya a ser que nos estén mirando.

Jorge García Rojas es un astrofísico lagunero. Tras estudiar Ciencias Físicas, especialidad de Astrofísica, en la Universidad de La Laguna, estuvo unos años dando clases en centros de secundaria de Tenerife y Lanzarote, hasta que decidió retomar su primer amor y obtuvo el título de Doctor en Astrofísica por la Universidad de La Laguna. Después pasó unos años en México y regresó a Canarias como astrónomo de soporte de los Observatorios del Teide y del Roque de los Muchachos. Actualmente es investigador Severo Ochoa en la línea de “Estrellas y Medio Interestelar” en el Instituto de Astrofísica de Canarias.