La nube de átomos de hierro, descrita por primera vez en un reciente artículo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, tiene forma de barra o tira, y encaja justo dentro de la capa interna de la nebulosa de forma elíptica, que resulta muy reconocible gracias a imágenes bien conocidas, incluidas las hermosas imágenes en el rango infrarrojo (1) obtenidas recientemente por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). La longitud de la barra es aproximadamente 500 veces la de la órbita de Plutón alrededor del Sol, y su masa en átomos de hierro es comparable a la masa de Marte.
La Nebulosa del Anillo, observada por primera vez en 1779 en la constelación septentrional de Lyra por el astrónomo francés Charles Messier (2), es una colorida cáscara de gas expulsada por una estrella al finalizar la fase de su vida en la que quema combustible nuclear. Algo que realizará el Sol de forma similar dentro de unos pocos miles de millones de años (3).
La nube de hierro fue descubierta utilizando las capacidades de espectroscopía integral de un nuevo instrumento, el WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE) (4), instalado en el Telescopio de 4.2 m William Herschel, el telescopio principal del Isaac Newton Group (ING) (5) en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.
El instrumento, en su configuración para espectroscopía integral de gran campo, está compuesto por un conjunto de cientos de fibras ópticas, gracias a lo que el equipo de astrónomos ha podido obtener, por primera vez, espectros (donde la luz se separa en sus longitudes de onda constituyentes) en cada punto de toda la Nebulosa del Anillo, y en todas las longitudes de onda ópticas.
El autor principal de este estudio, Roger Wesson, investigador del Departamento de Física y Astronomía del UCL y de la Universidad de Cardiff, asegura que "aunque la Nebulosa del Anillo ha sido estudiada utilizando muchos telescopios e instrumentos diferentes, WEAVE nos ha permitido observarla de una manera nueva, que proporciona mucho más detalle que antes. Al obtener un espectro continuo de toda la nebulosa, podemos crear imágenes de la nebulosa en cualquier longitud de onda y determinar su composición química en cualquier posición".
Wesson explica que, en este caso, "cuando procesamos los datos y nos desplazamos por las imágenes, algo resaltó con total claridad: era esta 'barra' de átomos de hierro ionizado previamente desconocida, en el centro del familiar e icónico anillo".
Los autores del nuevo artículo señalan que la forma en que se formó la barra de hierro es actualmente un misterio, y que se necesitan observaciones adicionales y más detalladas para desentrañar lo que está ocurriendo. Los posibles escenarios se dividen en dos grandes opciones: la barra de hierro podría estar revelando algo nuevo sobre cómo se expulsó la nebulosa por parte de la estrella central, o quizá (de manera más intrigante) el hierro sea un arco de plasma extremadamente estirado, resultado de la evaporación de un planeta rocoso atrapado en el proceso de expulsión de la nebulosa. Jorge García Rojas, investigador postdoctoral del IAC y coautor del artículo, comenta: "Sin duda necesitamos saber más, en particular si otros elementos químicos coexisten con el hierro recién detectado, ya que esto probablemente nos indicaría qué clase de modelo debemos seguir. En este momento, nos falta esta información crucial".
El equipo está trabajando en un estudio de seguimiento y planea obtener datos utilizando el modo de espectroscopía de campo integral a alta resolución espectral de WEAVE para comprender mejor cómo podría haberse formado la barra.
WEAVE llevará a cabo ocho sondeos durante los próximos cinco años, abarcando desde el estudio de enanas blancas cercanas hasta galaxias muy distantes. La rama de Física Estelar, Circunestelar e Interestelar del sondeo WEAVE, dirigida por Janet Drew, investigadora del Departamento de Física y Astronomía de UCL, está observando más nebulosas ionizadas en toda la Vía Láctea observable desde el hemisferio norte, con el objeto de estudiarlas mejor.
Wesson explica que "sería muy sorprendente que la barra de hierro en la Nebulosa del Anillo fuera única, por lo que esperamos que, a medida que observemos y analicemos más nebulosas planetarias, descubramos más ejemplos de este fenómeno, lo que nos ayudará a comprender de dónde proviene ese hierro".
Scott Trager, coordinador científico del proyecto WEAVE de la Universidad de Groninga en los Países Bajos, añade que "el descubrimiento de esta fascinante estructura, previamente desconocida, en una joya del cielo nocturno tan apreciada por los observadores del hemisferio norte, demuestra las increíbles capacidades de WEAVE, lo que hace que esperemos muchos más descubrimientos de este nuevo instrumento".
