Da la casualidad de que el astrónomo Donald Menzel, que fue el primero en observar y clasificar esta nebulosa planetaria en los años veinte del siglo pasado (por eso se denomina oficialmente Menzel 3), también fue uno de los primeros en sugerir que, en ciertas condiciones, la ‘amplificación de luz por emisión estimulada de radiación’ (o ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’, que dio lugar al acrónimo ‘láser’) podía tener lugar en nebulosas de gas. Esto sucedió mucho antes del descubrimiento y el primer uso del láser en laboratorio (1960), motivo por el que el 16 de mayo se celebra en todo el mundo el Día Internacional de la Luz.

“Cuando observamos a Menzel 3, vemos una asombrosa filigrana formada por gas ionizado, pero no podemos ver el objeto que, en su centro, produce esa estructura”, explica Isabel Aleman, autora principal de un artículo que describe los nuevos resultados.

“Gracias a la sensibilidad y al amplio alcance de longitud de onda del observatorio espacial Herschel, pudimos detectar un tipo de emisión muy poco común, denominado ‘emisión láser de línea de recombinación de hidrógeno’, que nos proporcionó una forma de desvelar la estructura y las condiciones físicas de la nebulosa”.

Este tipo de emisión láser precisa de un gas muy denso cerca de la estrella. Al comparar las observaciones con modelos, se vio que la densidad del gas emisor del láser es unas diez mil veces mayor que la del gas que se halla en nebulosas planetarias típicas y en los lóbulos de la propia nebulosa de la Hormiga.

Normalmente, la región cercana a la estrella muerta (y, en este caso, entendemos por ‘cercana’ una distancia similar a la que hay de Saturno al Sol) está vacía, ya que la mayoría de su material se expulsa al exterior. El gas que pudiera quedar no tardaría en volver a caer hacia ella.

“La única forma de que el gas se mantenga cerca de la estrella es si orbita a su alrededor en un disco —señala Albert Zijlstra, coautor del estudio—. En este caso, lo que hemos observado es un disco denso situado en pleno centro que se ve aproximadamente de lado. Esta orientación ayuda a amplificar la señal láser. El disco sugiere que la enana blanca tiene una compañera binaria, ya que es difícil que el gas acceda a la órbita a menos que una estrella compañera lo desvíe en la dirección adecuada”.

Herschel in the cleanroom

Los astrónomos aún no han visto la esperada segunda estrella, pero creen que la masa de la compañera moribunda se está expulsando para ser después capturada por la estrella central compacta de la nebulosa planetaria original, dando lugar al disco en el que se produce la emisión láser.

“Estábamos utilizando el telescopio Herschel para caracterizar distintos componentes del gas y polvo en nebulosas alrededor de estrellas antiguas, pero no buscábamos fenómenos láser en sí —añade Toshiya Ueta, investigador principal del proyecto Herschel Planetary Nebula Survey—. Hasta ahora, solo se ha identificado una emisión así en un puñado de objetos; fue un descubrimiento importante e inesperado. ¡Parece que las nebulosas estelares son mucho más de lo que aparentan!”

“Este estudio sugiere que la llamativa nebulosa de la Hormiga, tal y como la vemos hoy en día, se generó a partir de un sistema estelar binario, lo que ha influido en su forma, en sus propiedades químicas y en su evolución en estas últimas etapas de su vida”, indica Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel de la ESA.

“Herschel ofrecía las capacidades de observación perfectas para detectar este extraordinario láser en la nebulosa de la Hormiga. Los hallazgos ayudarán a delimitar las condiciones en que se produce este fenómeno y nos permitirán redefinir nuestros modelos de evolución estelar. Y que la misión Herschel se haya podido vincular con los dos descubrimientos de Menzel de hace casi un siglo es el final perfecto”.

ESA