¿Qué aspecto tiene el «cerebro» de una estrella moribunda? Algo muy parecido a la nueva imagen captada por el Telescopio Espacial James Webb, que muestra una nebulosa apodada «Exposed Cranium» por su parecido con un cráneo transparente con el interior a la vista. El objeto, oficialmente conocido como PMR 1, se encuentra a unos 5.000 años luz de la Tierra según las mediciones del antiguo telescopio Spitzer.
La observación, difundida por NASA y sus socios internacionales, combina los datos de las cámaras NIRCam y MIRI del Webb, que ven la luz infrarroja cercana y media. Juntas revelan una burbuja externa de gas, una nube interior mucho más compleja y una franja oscura que divide la nebulosa en dos hemisferios casi simétricos, como si fueran los lados de un cerebro. Al final del día, lo que intenta mostrar en gran medida esta imagen es un momento fugaz en la muerte de una estrella y cómo expulsa sus últimas capas.
Un cráneo cósmico creado por una estrella moribunda
PMR 1 es una nube de gas y polvo en la que una estrella envejecida está expulsando sus capas externas mientras agota su combustible. En la nota oficial de la misión Webb, el equipo habla de un «cerebro» encerrado en un «cráneo» transparente, una metáfora bastante literal cuando se mira la fotografía. En astronomía, un objeto de este tipo se conoce como nebulosa planetaria, una envoltura brillante de material que rodea a una estrella en sus últimas fases y que ilumina el gas que acaba de expulsar.
La historia de este «cráneo» no empezó con el Webb. Más de una década antes, el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA ya había revelado la forma extraña de PMR 1 en luz infrarroja en una imagen de 2013 y había estimado que se encuentra a unos 5.000 años luz en la constelación austral de Vela. Desde entonces, las nuevas imágenes mejoran en gran medida la nitidez y permiten separar mejor la envoltura externa del «cráneo» y las estructuras internas que recuerdan al tejido de un cerebro.
Dos miradas infrarrojas para una misma nebulosa
En la imagen obtenida con NIRCam, la cámara de infrarrojo cercano, el borde exterior de la nebulosa aparece dibujado en tonos claros y casi blanquecinos. Las nubes internas toman colores anaranjados y se ven más finas, mientras que a través de la burbuja externa se cuelan multitud de estrellas de fondo y galaxias lejanas. Es como mirar una radiografía muy limpia en la que se distingue el contorno del cráneo y, por dentro, los pliegues del cerebro.
La visión con MIRI, que observa en infrarrojo medio, cambia el énfasis. El polvo cósmico brilla con un tono azulado en la burbuja externa y adquiere colores marfil en la región central, donde la materia parece más densa y turbulenta. La franja oscura sigue cruzando la imagen de arriba abajo, pero ahora se aprecia que está parcialmente interrumpida y cubierta por nubes, con material que parece salir despedido por la parte superior de la nebulosa y en menor medida por la parte inferior, como detalla un comunicado de ESA/Webb.
NIRCam y MIRI funcionan como dos gafas distintas que resaltan temperaturas diferentes en el gas y el polvo. Una es más sensible a la luz de estrellas calientes y gas muy energético, la otra capta mejor el brillo del polvo más frío que emite calor de forma silenciosa. Al combinar ambas, los astrónomos obtienen una especie de escáner completo de la nebulosa, mucho más informativo que una sola fotografía en luz visible.
El futuro incierto de la estrella central
Uno de los rasgos que más intrigan al equipo es la banda oscura que atraviesa PMR 1 en vertical y que marca la separación entre los «hemisferios» del supuesto cerebro. Según la explicación de la propia misión, esa estructura podría estar relacionada con un episodio de eyección de material desde la estrella central, en forma de chorros gemelos que salen en direcciones opuestas. En la parte superior de la imagen de MIRI el gas interno parece empujar hacia fuera, como si estuviéramos viendo el rastro de uno de esos chorros en pleno movimiento.
Detrás de esta escena hay un proceso que, en términos humanos, es rápido. Cuando una estrella de este tipo agota la reserva de combustible en su núcleo empieza a expulsar sus capas exteriores al espacio y deja desnudo el interior mucho más caliente. El equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard y del Space Telescope Science Institute explica que el Webb ha congelado un momento concreto de esta fase de declive, difícil de capturar porque cambia en escalas de tiempo relativamente cortas para la astronomía.
Lo que ocurra a continuación depende en gran medida de la masa de la estrella que está generando la nebulosa. Si resulta ser lo bastante masiva, el final podría ser una supernova, una explosión que arrasa las capas restantes y deja un remanente compacto. Si su masa se parece más a la del Sol seguirá perdiendo material hasta quedarse en una enana blanca, un núcleo del tamaño de la Tierra pero de enorme densidad y temperatura que se enfriará muy poco a poco durante miles de millones de años.
Qué nos enseña este «cráneo» sobre la vida de las estrellas
Nebulosas planetarias como PMR 1 son laboratorios naturales donde se ve cómo una estrella devuelve gas y polvo al espacio interestelar. Ese material, enriquecido por los elementos fabricados durante la vida de la estrella, acabará mezclándose con el medio que rodea a otras estrellas y nubes de gas. En la práctica eso significa que escenas espectaculares como esta forman parte del ciclo que, al final, alimenta futuras generaciones de estrellas y planetas, incluido todo lo que nos rodea.
El Webb no solo ha mirado a PMR 1. En otro estudio reciente sobre la nebulosa planetaria NGC 6072, el observatorio ha revelado múltiples chorros y caparazones de gas que se expanden en distintas direcciones, una escena que los astrónomos comparan con pintura salpicada en el espacio y que también ayuda a reconstruir cómo se deshacen estas estrellas envejecidas. Ese tipo de trabajos, sumados a la nueva imagen del «cráneo» cósmico, van armando poco a poco una película más completa del final de la vida estelar.
Detrás de estas imágenes hay una colaboración internacional en la que la NASA trabaja junto a la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) para operar el Webb. Para el público general la nebulosa PMR 1 puede ser simplemente una foto llamativa que se comparte en redes, casi un meme cósmico. Para los equipos científicos es un conjunto de datos detallados con el que probar modelos sobre cómo mueren las estrellas y cómo su legado de gas y polvo se reparte por la galaxia.
La nota de prensa oficial sobre la nebulosa PMR 1 se ha publicado en la web de ciencia de la NASA.
