Astronomía - Descubiertas dos nuevas estructuras moleculares asociadas a la última erupción de Eta Carina

Figura: imagen del sistema Eta Carina y la Nebulosa del Homúnculo, vistas por el telescopio espacial Hubble. NASA/ESA/Hubble/N.Smith (University of Arizona)/J.Morse (BoldlyGo Institute)

Investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) han descubierto dos nuevas estructuras en el corazón de Eta Carina, un sistema binario de gran masa situado a 7500 años luz de la Tierra. Estas estructuras, que muestran una composición química inusual, se formaron a finales del siglo XIX y su hallazgo ha sido posible gracias al Observatorio ALMA.

Eta Carina es una estrella binaria evolucionada, muy luminosa y a punto de explotar como supernova. Esta estrella ha cautivado a los astrónomos desde que sufrió dos erupciones gigantescas en el siglo XIX, la última de ellas en 1890. Durante estos eventos se expulsaron cantidades colosales de polvo y gas, más de 20 veces la masa de nuestro Sol, que dieron como resultado la formación de una espectacular Nebulosa, conocida como Nebulosa del Homúnculo (Hombrecillo, en latín). El material expulsado, rico en elementos químicos pesados, es el ambiente perfecto para la aparición de moléculas orgánicas, moléculas basadas en el carbono y que son consideradas como los ladrillos de la vida. En este sentido, observaciones recientes en el entorno de la nebulosa habían encontrado evidencias de gas molecular, aunque sin llegar a determinar su ubicación específica. Hasta ahora, sólo era conocida la distribución de monóxido de carbono (CO) en un anillo grumoso que rodeaba la cintura del Hombrecillo.

Gracias al telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), el material molecular alrededor de Eta Carina se ha podido estudiar con un detalle sin precedentes. Investigadores del Centro de Astrobiología, utilizando observaciones de altísima resolución angular del archivo de ALMA han conseguido descubrir dos nuevas estructuras en la región más interna de Eta Carina, que se originaron en la erupción de 1890. Los resultados de esta investigación se publican hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

En primer lugar, descubrieron una pequeña estructura compuesta por gas y polvo, situada en el corazón del Hombrecillo. Esta estructura, bautizada como Peanut (cacahuete, en español) por los investigadores, fue creada por el material expulsado durante la erupción y se aleja de la estrella a través de la región turbulenta donde chocan los vientos estelares del sistema binario. En segundo lugar, los investigadores hallaron también varias estructuras compactas que, a modo de proyectiles, se alejaban a velocidades de hasta 60 km/s, seguramente eyectadas por la estrella principal, rica en nitrógeno.

La imagen principal muestra el sistema Eta Carina y la Nebulosa del Homúnculo, vistas por el telescopio espacial Hubble. Los recuadros muestran una visión más cercana del material molecular detectado. (Foto: NASA/ESA/Hubble/N.Smith (University of Arizona)/J.Morse (BoldlyGo Institute))

Lo que llamó la atención de los investigadores fue la composición química inusual de estas nuevas estructuras. “En contraste con el anillo exterior, en el Peanut solamente detectamos la molécula HCO+ (conocida por catión formilo), y no encontramos indicios de CO, lo que es bastante desconcertante teniendo en cuenta que el monóxido de carbono es una de las moléculas más abundantes en el universo”, explica Ricardo Rizzo, investigador del Centro de Astrobiología y coautor del estudio. “Esta situación es difícil de explicar mediante los modelos químicos estándar, por lo que son necesarias futuras observaciones para resolver este misterio”, añade. Asimismo, los proyectiles están compuestos únicamente por HCN, ácido cianhídrico, lo que indica que se trata de material procedente del interior de la estrella que ha sido enriquecido en nitrógeno.

El sistema Eta Carina y su entorno constituyen uno de los pocos escenarios astrofísicos donde se puede presenciar la formación de moléculas casi en tiempo real. “Las moléculas detectadas se han formado en menos de 200 años, un tiempo brevísimo en la escala de los procesos cósmicos, que pueden tener duraciones de miles (o incluso millones) de años”, comenta Rizzo.

“Estudiar el gas molecular asociado a estrellas muy masivas nos permite conocer cómo ha sido la evolución química de estos objetos, y proporciona pistas para entender los mecanismos que desencadenan erupciones tan violentas como las de Eta Carina”, indica Cristóbal Bordiú, coautor del presente estudio que, además, forma parte de su tesis doctoral.

Las estrellas masivas controlan la evolución galáctica, alterando la forma y la composición de galaxias como la Vía Láctea. Entender cómo se forman las moléculas en el entorno de las estrellas masivas tiene importantes implicaciones astrobiológicas, pues nos ayuda a entender el enriquecimiento químico del universo primitivo. 

Fuente: UCC-CAB