LA NEBULOSA DEL HOMÚNCULO EN 3-D

Imagen: Nebulosa del Homúnculo

  La imagen que precede, fue tomada en 1996 por el Telescopio Espacial Hubble,  pone de manifiesto nuevos detalles de los restos de erupciones antiguas que forman a la insólita Nebulosa del Homúnculo, la cual rodea a esta solitaria estrella Eta Carina; se ven claramente dos lóbulos, una región central caliente y unas extrañas rayas radiales.

Los lóbulos están llenos de bandas de gas y de polvo que absorben la luz azul y ultravioleta emitida cerca del centro.

A mediados del año 1843 (siglo XIX), el Sistema Binario masivo Eta Carinae sufrió una erupción que expulsó al menos el equivalente a 10 veces la masa del Sol convirtiéndose  en la segunda estrella más brillante del cielo. Ahora, un equipo de astrónomos ha utilizado extensas nuevas observaciones para crear el primer modelo en 3-D de alta resolución, de la nube en expansión producida por este estallido. 

"Nuestro modelo indica que esta vasta capa de gas y polvo tiene un origen más complejo de lo que es supone en general ", dijo Thomas Madura del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Por primera vez, vemos indicios de que intensas interacciones entre las estrellas en el binario central que desempeñan un importante papel en la escultura de la nebulosa que vemos hoy." 

Eta Carinae se encuentra a unos 7.500 años luz de distancia en la Constelación Austral de  Carina y es uno de los sistemas binarios más masivos que los astrónomos pueden estudiar en detalle. La estrella más pequeña es de aproximadamente 30 veces la masa del Sol y puede ser de hasta un millón de veces más luminosa. La estrella principal contiene cerca de 90 masas solares y emite 5 millones de veces la salida de la energía del sol. Ambas estrellas están destinadas a poner fin a sus vidas en espectaculares explosiones de supernovas. 

Entre 1838 y 1845, Eta Carinae fue sometida a un periodo de variabilidad inusual durante la cual eclipsó brevemente a Canopus, normalmente la segunda estrella más brillante; fue así como debido a este evento, los astrónomos la llamaron la gran erupción; una cáscara gaseosa que contiene al menos 10 o quizás tanto más como 40 veces la masa del Sol, recibió un disparo en el espacio. 
Este material forma una nube de polvo twin-lobulado conocida como la Nebulosa del Homúnculo, que que en la actualidad tiene  un año luz de largo y sigue creciendo a más de 2,1 millones de kilómetros por hora (1,3 millones de millas/h).

 Imagen: Un nuevo modelo de la forma de la Nebulosa del Homúnculo revela salientes, zanjas, agujeros e irregularidades en su emisión del hidrógeno molecular. Las protuberancias aparecen cerca de una falda de polvo visto en el centro de la nebulosa en luz visible (recuadro), pero que no se encuentra en este estudio, por lo que constituyen las diferentes estructuras.

Crédito: NASA Goddard (inserto: NASA, ESA, Hubble SM4 ERO Team)

Utilizando el Observatorio Europeo del Sur de (ESO) del Very Large Telescope (VLT) y su espectrógrafo X-Shooter durante más de dos noches en marzo de 2012, el equipo la fotografió en el infrarrojo cercano visible y longitudes de onda ultravioleta, a lo largo de 92 hileras separadas a través de la nebulosa, haciendo un mapa espectral que ha sido el más completa logrado hasta la fecha. Los investigadores utilizaron la información espacial y la velocidad que ofrece esta información para crear el primer modelo de alta resolución en 3-D de la Nebulosa del Homúnculo. El nuevo modelo, no contiene ninguno de los supuestos relacionados con la simetría de la nube, que se encontraban en los estudios anteriores. 

El modelo de la imagen se ha desarrollado utilizando una única línea de emisión de la luz casi infrarroja emitida por el gas de hidrógeno molecular. Los cambios característicos de la luz en una longitud de onda de 2,12 micrones, corresponden en función de la velocidad y dirección del gas en expansión, permitiendo que el equipo pueda sondear incluso porciones de polvo oscurecido del homúnculo que se enfrentan fuera de la Tierra.
"Nuestro siguiente paso fue procesar todo esto utilizando un software 3-D de modelado que desarrollé en colaboración con Nico Koning, de la Universidad de Calgary en Canadá", dijo Wolfgang Steffen, de la Universidad Nacional Autónoma de México. "El programa se llama simplemente 'Forma', y analiza y modela en 3 -D los movimientos y la estructura de las nebulosas de una manera que se pueda comparar directamente con las observaciones”.

Enlace al vídeo Eta Carina en 3-D

La forma del nuevo modelo confirma varias características identificadas por estudios previos, incluyendo orificios pronunciados ubicados en los extremos de cada lóbulo y la ausencia de emisión de hidrógeno molecular extendido desde una falda aparente del polvo lograda en luz visible cerca del centro de la nebulosa. Las nuevas características incluyen protuberancias como brazos curiosos que emanan de cada lóbulo, cerca de la falda del polvo; vastas y profundas zanjas que curvan a lo largo de cada lóbulo; y terrones irregulares en el lado opuesto de la Tierra. "Una de las preguntas que nos propusimos responder con este estudio es si el homúnculo no contiene ninguna huella de la naturaleza binaria de la estrella, ya que los esfuerzos anteriores para explicar su forma han asumido que ambos lóbulos eran más o menos idénticos y simétricos en torno al largo de su eje", dijo José Groh de la Universidad de Ginebra en Suiza. "Las nuevas características sugieren que las interacciones entre las estrellas de Eta Carinae ayudaron a moldear el homúnculo".  Cada 5,5 años, cuando sus órbitas los llevan a su máximo acercamiento, llamado periastro, las inmensas y brillantes estrellas de Eta Carinae son tan distantes como la distancia media entre Marte y el Sol. 

Ambas estrellas poseen potentes salidas de gases llamados vientos estelares, que obran recíprocamente y constantemente, pero lo hacen más espectacular durante el periastro, cuando el viento más rápido de la estrella más pequeña talla un túnel a través del viento más denso de su compañero. El ángulo de apertura de esta cavidad coincide estrechamente con la longitud de las trincheras (130°) y el ángulo entre los salientes como brazos (110°), lo que indica que el homúnculo probable que sigue para llevar a una impresión a partir de una interacción periastro alrededor del momento de la gran erupción. 

Una vez que los investigadores terminaron de desarrollar su modelo  del homúnculo, fueron a un paso más allá; lo convirtieron en un formato el cual puede ser utilizado por las impresoras  3-D; “Ahora cualquier persona con acceso a una impresora 3-D podrá producir su propia versión de este increible objeto”, ha dicho Theodore Gull desde el Goddard Flight Center; “Mientras tanto los impresos en 3-D harán de una excelente  herramienta de visualización  para todas las personas interesadas en la astronomía, lo que veo como particularmente valioso para los ciegos que ahora serán capases de comparar las imágenes astronómicas en relieve con una representación científicamente exacta de la cosa real.

Fuente: Astronomy Magazine / Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA