Un par ondulante de bucles casi simétricos de polvo y gas marcan la agonía de muerte de una antigua estrella gigante roja, según lo capturado por Gemini South, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, operado por NOIRLab de NSF. La estructura resultante, que se dice que se parece a una jarra inglesa de estilo antiguo, es una nebulosa de reflexión bipolar que rara vez se ve. La evidencia sugiere que este objeto se formó por las interacciones entre el gigante rojo moribundo y una estrella compañera ahora triturada.

La nebulosa resplandeciente IC 2220, apodada la nebulosa Toby Jug debido a su parecido con un antiguo vaso inglés para beber, es un raro hallazgo astronómico. Esta nebulosa de reflexión, ubicada a unos 1200 años luz de distancia en dirección a la constelación de Carina (la quilla), es una nube de gas y polvo de dos lóbulos, o bipolar, creada e iluminada por la estrella gigante roja en su centro. Esta fase del final de la vida de las estrellas gigantes rojas es relativamente breve, y las estructuras celestes que se forman a su alrededor son raras, lo que convierte a la Nebulosa Toby Jug en un excelente caso de estudio sobre la evolución estelar.

Esta imagen, capturada por el telescopio Gemini Sur, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, operado por NOIRLab de NSF, muestra la magnífica estructura de doble bucle casi simétrica de la Nebulosa Toby Jug y el corazón estelar brillante. Estas características son exclusivas de las gigantes rojas en transición de estrellas envejecidas a nebulosas planetarias. [1] y, por lo tanto, ofrece a los astrónomos información valiosa sobre la evolución de las estrellas de masa baja a intermedia que se acercan al final de sus vidas, así como sobre las estructuras cósmicas que forman.

En el corazón de la nebulosa Toby Jug se encuentra su progenitor, la estrella gigante roja HR3126. Las gigantes rojas se forman cuando una estrella quema el suministro de hidrógeno en su núcleo. Sin la fuerza exterior de fusión, la estrella comienza a contraerse. Esto eleva la temperatura central y hace que la estrella se hinche hasta 400 veces su tamaño original. Aunque HR3126 es considerablemente más joven que nuestro Sol, apenas 50 millones de años en comparación con los 4.600 millones de años del Sol, tiene cinco veces la masa. Esto permitió que la estrella quemara su suministro de hidrógeno y se convirtiera en una gigante roja mucho más rápido que el Sol.

A medida que HR 3126 se hinchó, su atmósfera se expandió y comenzó a desprenderse de sus capas exteriores. El material estelar expulsado fluyó hacia el área circundante, formando una magnífica estructura de gas y polvo que refleja la luz de la estrella central. Estudios detallados de la nebulosa Toby Jug en luz infrarroja han revelado que el dióxido de silicio (sílice) es el compuesto más probable que refleja la luz de HR3126.

Los astrónomos teorizan que las estructuras bipolares similares a las observadas en la Nebulosa Toby Jug son el resultado de interacciones entre la gigante roja central y una estrella binaria compañera. Sin embargo, las observaciones anteriores no encontraron tal compañero para HR3126. En cambio, los astrónomos observaron un disco de material extremadamente compacto alrededor de la estrella central. Este hallazgo sugiere que un antiguo compañero binario posiblemente fue triturado en el disco, lo que puede haber desencadenado la formación de la nebulosa circundante.

En unos cinco mil millones de años a partir de ahora, cuando nuestro Sol haya consumido su suministro de hidrógeno, también se convertirá en una gigante roja y eventualmente se convertirá en una nebulosa planetaria. En un futuro muy distante, todo lo que quedará de nuestro Sistema Solar será una nebulosa tan vibrante como la Nebulosa Toby Jug con el Sol enfriándose lentamente en su centro.

La imagen fue procesada por el equipo de Comunicación, Educación y Compromiso de NOIRLab como parte del Programa de Imágenes Legacy de NOIRLab. Las observaciones se realizaron con Gemini Sur en Cerro Pachón en Chile utilizando uno de los espectrógrafos multiobjeto duales de Gemini (GMOS). Aunque los espectrógrafos están diseñados para dividir la luz en varias longitudes de onda para su estudio, los espectrógrafos GMOS también tienen poderosas capacidades de imagen, como lo demuestra esta vista excepcional de la Nebulosa Toby Jug.

Más información

[1] El término « nebulosas planetarias » es un nombre inapropiado; no están relacionados con los planetas. El término probablemente fue utilizado por primera vez en la década de 1780 por el astrónomo William Herschel, quien notó su forma aparentemente redonda, parecida a un planeta, cuando se observó a través de los primeros telescopios.