Vista / VVVImagen en falso color que muestra a la estrella central (dentro del anillo gris) iluminando parte de la nebulosa (en el anillo rosa), mientras que otra región se oscurece (en el anillo azul)Vista / VVV
Doce años de observaciones en una región oscura de la constelación de Escorpio, cercana al centro de la Vía Láctea, llevaron al descubrimiento de un objeto celeste inmerso en un contexto peculiar. Un equipo internacional de astrónomos identificó una estrella joven variable, que cambia de brillo a lo largo del tiempo, inmersa en una nebulosa, una nube de gas y polvo cósmico, que también modifica periódicamente su luminosidad.
“Cada cuatro años aproximadamente, la estrella parpadea y disminuye su brillo durante un cierto tiempo. Una zona de la nebulosa parpadea sincrónicamente con ella, mientras que otro sector se comporta de manera inversa”, dice el astrofísico Roberto Saito, de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC), autor principal de un artículo publicado en noviembre en la revista Astrophysical Journal Letters describiendo el exótico objeto celeste. “Si la estrella se ilumina, esa parte se oscurece, y viceversa”.
Este patrón de luminosidad intermitente se ha observado a lo largo de tres ciclos completos de cuatro años. Este juego de parpadeo de la estrella y la nebulosa se atribuye a un fenómeno ondulatorio denominado eco de luz, similar al que se produce por la reverberación del sonido. La estrella emite un destello de luz que, al chocar con la nebulosa, se refleja e ilumina la nube de gas y polvo.
En función de la finitud de la velocidad de la luz y debido al gran tamaño de la nebulosa, sus diferentes regiones ‒desde el punto de vista de un observador externo‒ son iluminadas por la estrella central en distintos momentos. La estrella emite luz en todas las direcciones. La parte de la luz que viene directamente hacia la Tierra ilumina la región de la nube más cercana a nosotros. En tanto, la luz emitida en la dirección opuesta tarda más en llegar hasta aquí porque tiene que viajar hasta la zona más lejana de la nebulosa antes de ser reflejada de regreso en dirección a la Tierra. “Para cuando esto ocurre, la estrella ya se ha oscurecido de nuevo”, explica Saito.
En el espacio, los ecos de luz suelen observarse en las novas y supernovas. Una nova es una explosión brillante que se produce cuando una enorme masa de gas se traslada de una estrella grande y relativamente fría a otra pequeña, pero mucho más caliente, en un sistema binario. Cuando las estrellas gigantes llegan al final de su ciclo de vida y sufren una violenta explosión nuclear, esta explosión de luz y energía recibe el nombre de supernova. Para el caso de una estrella variable como la que se describe en el artículo, nunca se habían registrado ecos de luz.
Dado que no se parece a ninguno de los tipos de estrellas registrados en los catálogos de objetos astronómicos, el astro de la constelación de Escorpio ha sido bautizado WIT-12. La sigla alude la pregunta, en inglés, “¿what is this?” (¿Qué es esto?), que se emplea para designar a los cuerpos celestes que no se encuadran en ninguna clase conocida de objetos y se agrupan en una categoría aparte. El número indica que la estrella es el decimosegundo cuerpo celeste considerado como un WIT, la nomenclatura adoptada por el proyecto Vista Variables in the Via Lactea (VVV). Saito también participó en el descubrimiento de otros WIT a partir de datos del VVV (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 274).
Desde 2010, esta iniciativa ha cartografiado en frecuencias del infrarrojo cercano unos 1.000 millones de estrellas en el plano de la Vía Láctea utilizando el telescopio Vista, del Observatorio Europeo del Sur (ESO), situado en Cerro Paranal (Chile). Las observaciones del Vista utilizaron distintos filtros de color a lo largo del tiempo e hicieron posible identificar inicialmente la existencia de una nebulosa cuyo brillo cambiaba periódicamente. Luego ese cambio en la luminosidad de la nube de gas y polvo pudo asociarse a una fuente de brillo, también variable, situada en su centro: probablemente una estrella.
Amanda Smith / Universidad de CambridgeRepresentación artística de otro WIT, el número 8, formado por un sistema de estrellas binarioAmanda Smith / Universidad de Cambridge
Un objeto estelar joven
Para determinar las características de este cuerpo celeste, los autores del trabajo debieron recurrir a los servicios de otro telescopio emplazado en Chile. Utilizaron el Soar ‒ uno de cuyos socios es el Laboratorio Nacional de Astrofísica (LNA), del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI) ‒ para obtener el espectro de la estrella.
Este tipo de registro descompone la luz emitida por un astro en sus colores componentes (diferentes longitudes de onda), a partir de los cuales pueden inferirse algunos parámetros, tales como su composición química, temperatura y luminosidad intrínseca. “El análisis del espectro en el infrarrojo cercano permitió clasificar a la fuente de luz en el interior de la nebulosa como un objeto estelar joven [YSO: young stellar object]”, comenta el astrofísico brasileño Felipe Navarete, otro de los autores del estudio. El investigador trabaja en La Serena (Chile), donde está situado el Soar, para NOIRLab, la organización que opera los telescopios vinculados a la National Science Foundation (NSF) de Estados Unidos.
Los datos disponibles sugieren que se trata de una estrella roja joven. Estos astros, que se encuentran en los albores de su existencia, suelen ser relativamente fríos, con una masa no mucho más grande que la del Sol, y se habrían formado hace algunos pocos millones de años. También es habitual que un YSO aún se encuentre rodeado por una nube de gas y polvo.
Para el astrofísico Augusto Damineli, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), quien no participa en los estudios con la estrella y la nube de gas y polvo, los resultados presentados en el artículo constituyen el comienzo, y no el final, de los trabajos con WIT-12. “Sabemos que se trata de una estrella variable que emite ecos de luz hacia la nebulosa que la circunda”, cavila Damineli. “Fue necesaria una importante inversión observacional para poder afirmar esto. Empero, es a todas luces insuficiente para dar respuesta a ‘¿qué es esto?’”.
Él espera que el uso de nuevos métodos de análisis, posiblemente con ayuda de la inteligencia artificial y la entrada en servicio de instrumentos de observación más potentes, pueda arrojar luz al respecto de la naturaleza de las estrellas atípicas. Incluso porque objetos misteriosos como los WIT empezarán a registrarse más exhaustivamente a medida que nuevos telescopios, como el del Observatorio Vera Rubin, en Chile, sean puestos en funcionamiento, dice el astrofísico de la USP.
Artículo científico
SAITO, R. K. et al. VVV-WIT-12 and Its Fashionable Nebula: A 4 yr long-period young stellarobject with a light echo? The Astrophysical Journal Letters. v. 958, n. 1. 14 nov. 2023.
