El telescopio espacial James Webb de la NASA acaba de ofrecer una nueva mirada a NGC 2392, una espectacular nebulosa planetaria situada a unos 5.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Géminis. La nueva observación en infrarrojo medio permite distinguir estructuras de polvo y gas que están siendo moldeadas por la intensa radiación de la estrella que permanece en el centro del objeto. Lo que aparece ante los instrumentos de Webb no es una explosión reciente, sino el resultado de un proceso que comenzó hace aproximadamente 10.000 años, cuando una estrella similar al Sol empezó a desprender sus capas exteriores. El material expulsado continúa alejándose del núcleo estelar mientras la radiación de la estrella central destruye parte del polvo y, al mismo tiempo, deja filamentos y estructuras que sobreviven al intenso flujo energético. La imagen proporciona a los astrónomos una oportunidad excepcional para estudiar cómo mueren las estrellas de masa similar al Sol y, de manera indirecta, anticipar cuál podría ser el futuro de nuestro propio Sistema Solar.

La nueva imagen resulta especialmente llamativa porque la nebulosa parece tener una estructura casi tridimensional. En su centro permanece el núcleo extremadamente caliente de la estrella que originó la nebulosa, mientras que alrededor se distribuyen capas de gas y polvo expulsadas durante las últimas etapas de su evolución. La radiación de ese núcleo continúa interactuando con el material que lo rodea y produce las formas que ahora Webb puede estudiar con una precisión extraordinaria.

Aunque popularmente se habla de “nebulosas” como si todas fueran grandes nubes donde nacen estrellas, NGC 2392 pertenece a una categoría diferente: es una nebulosa planetaria. El nombre puede inducir a error, porque no tiene relación con la formación de planetas. El término surgió siglos atrás debido a que algunas de estas estructuras, observadas con telescopios antiguos, parecían pequeños discos planetarios.

En realidad, una nebulosa planetaria representa una de las etapas finales de una estrella de masa relativamente baja o intermedia. Cuando una estrella semejante al Sol consume progresivamente el combustible disponible en su interior, se transforma en una gigante roja y comienza a perder sus capas externas. El núcleo que queda expuesto termina convirtiéndose en una enana blanca, mientras el material expulsado se expande por el espacio. NASA estima que este proceso comenzó en NGC 2392 hace aproximadamente 10.000 años.

Una estrella que está dejando atrás su propia historia

La importancia científica de NGC 2392 reside precisamente en que permite observar una transición fundamental de la evolución estelar.

Durante millones o incluso miles de millones de años, una estrella mantiene un equilibrio entre la presión producida por las reacciones nucleares en su interior y la gravedad que intenta comprimirla. Cuando el combustible nuclear cambia y finalmente disminuye, ese equilibrio se modifica.

En una estrella parecida al Sol, el resultado no será una supernova. Su masa no es suficiente para producir una explosión de ese tipo. En cambio, la estrella atravesará una etapa de expansión, expulsará sus capas exteriores y dejará atrás un núcleo extremadamente caliente.

Eso es lo que los astrónomos están observando en NGC 2392: una estrella que prácticamente ha terminado su vida activa y está dejando sus restos químicos en el espacio.

La comparación con el Sol es particularmente importante. Nuestra estrella no se encuentra cerca de esa etapa: todavía le quedan aproximadamente 5.000 millones de años antes de entrar en las fases finales de su evolución. Pero el proceso que Webb observa en NGC 2392 representa, a grandes rasgos, un posible destino futuro para el Sol y su entorno planetario.

Lo que Webb puede ver y los telescopios anteriores no mostraban con tanta claridad

La ventaja del James Webb Space Telescope está relacionada principalmente con su capacidad para observar el universo en longitudes de onda infrarrojas.

La radiación infrarroja permite estudiar objetos y regiones que pueden quedar parcialmente ocultos en la luz visible. El polvo cósmico, por ejemplo, puede bloquear determinadas longitudes de onda, mientras que la radiación infrarroja puede atravesar parte de ese material o revelar el calor emitido por las partículas.

Webb cuenta con instrumentos especializados para estas observaciones, entre ellos MIRI, el Instrumento de Infrarrojo Medio. En NGC 2392, esta capacidad permite estudiar la distribución del polvo y observar cómo la radiación de la estrella central está modificando el material expulsado.

La imagen tampoco debe interpretarse como una fotografía convencional tomada por una cámara común. Los colores que vemos en las imágenes astronómicas son representaciones científicas de diferentes longitudes de onda. En otras palabras, Webb registra información que el ojo humano no podría percibir directamente y los científicos asignan colores para representar esas señales.

Por eso la espectacular apariencia de la nebulosa no significa que una persona que estuviera cerca de ella pudiera verla exactamente con esos colores.

Un laboratorio natural para estudiar el polvo cósmico

Uno de los aspectos que más interesa a los astrónomos es el comportamiento del polvo.

La estrella central emite una radiación extremadamente intensa que destruye parte de las partículas de polvo que se encuentran cerca. Sin embargo, algunas estructuras más densas sobreviven y quedan organizadas en filamentos y concentraciones que permiten estudiar cómo interactúan el material expulsado y el viento estelar.

Esta cuestión tiene una importancia que supera a NGC 2392.

El polvo cósmico es una materia prima fundamental del universo. Participa en la formación de nuevas estrellas, planetas y otros cuerpos. Los elementos químicos producidos dentro de las estrellas terminan siendo expulsados al espacio y pueden incorporarse posteriormente a nuevas generaciones de sistemas estelares.

En ese sentido, una estrella que muere también contribuye a la creación del futuro universo.

La materia expulsada por generaciones anteriores de estrellas terminó formando parte de las nubes que dieron origen a sistemas estelares posteriores, incluido nuestro propio Sistema Solar. Estudiar cómo una estrella como NGC 2392 devuelve material al espacio permite comprender mejor ese enorme ciclo cósmico de nacimiento, evolución y reciclaje de la materia.

Una estructura que ya desconcertaba a los astrónomos

NGC 2392 no es un objeto desconocido para la astronomía. Fue observado por primera vez por William Herschel en 1787, mucho antes de que existieran los grandes observatorios espaciales modernos. Desde entonces ha sido estudiado repetidamente porque su estructura presenta características que no resultan fáciles de explicar.

Las observaciones del telescopio Hubble ya habían revelado que la nebulosa está formada por dos grandes lóbulos de material que se extienden desde la región central. Cada uno tiene aproximadamente un año luz de longitud. NASA explicó que una estructura densa alrededor del ecuador de la estrella habría contribuido a darle esa forma, mientras los vientos estelares de enorme velocidad empujaron el material principalmente hacia los polos.

Hubble también permitió identificar pequeñas estructuras con forma semejante a cometas en las regiones exteriores. Su origen continúa siendo objeto de estudio y una de las posibilidades planteadas es que estén relacionadas con la interacción entre gases que se desplazan a diferentes velocidades.

Webb aporta ahora una nueva dimensión a esa investigación porque permite observar el comportamiento del polvo y de las estructuras más frías mediante el infrarrojo.

La velocidad de los vientos estelares es difícil de imaginar

La dinámica de NGC 2392 muestra además que la muerte de una estrella de este tipo no es un proceso tranquilo.

NASA señala que el material asociado con la estructura ecuatorial se desplaza a aproximadamente 115.000 kilómetros por hora, mientras que los vientos procedentes de la estrella central pueden alcanzar alrededor de 1,5 millones de kilómetros por hora. Esa diferencia de velocidades ayuda a explicar por qué el material no forma simplemente una esfera uniforme.

Los vientos más rápidos interactúan con las capas expulsadas anteriormente y producen cavidades, burbujas y filamentos.

El resultado es una estructura que parece estática en una fotografía, pero que en realidad está experimentando cambios continuos. El gas continúa expandiéndose y la radiación de la estrella central modifica progresivamente el material que queda alrededor.

La imagen de Webb es, por tanto, una instantánea de un proceso cósmico que se desarrolla durante miles de años.

¿Qué ocurrirá con la nebulosa?

NGC 2392 tampoco será eterna.

La radiación continuará modificando y dispersando el gas y el polvo hasta que la estructura se vuelva cada vez más tenue. NASA explica que la nebulosa terminará disipándose a medida que el material se aleje de la estrella central.

En términos astronómicos, eso significa que dentro de unos miles de años el objeto que hoy observamos con tanta claridad será considerablemente más débil.

La estrella central, entretanto, continuará evolucionando como una enana blanca. Ya no tendrá las condiciones necesarias para mantener las reacciones nucleares que caracterizan a una estrella activa como el Sol. Su futuro será el enfriamiento progresivo durante períodos extremadamente largos.

La nebulosa desaparecerá gradualmente, pero los elementos que contiene no desaparecerán del universo. Se incorporarán al medio interestelar y podrán terminar formando parte de futuras generaciones de estrellas y planetas.

El futuro del Sol puede estar escondido en esta imagen

La conexión con nuestro Sistema Solar es uno de los aspectos más fascinantes del descubrimiento.

El Sol es actualmente una estrella estable de aproximadamente 4.600 millones de años. En unos 5.000 millones de años, cuando haya consumido buena parte del hidrógeno disponible en su núcleo, comenzará a experimentar transformaciones profundas.

Se expandirá hasta convertirse en una gigante roja y posteriormente expulsará sus capas exteriores. El núcleo terminará convertido en una enana blanca.

Sin embargo, existen diferencias importantes. La evolución exacta del Sol dependerá de numerosos factores y la estructura final de la nebulosa que produzca no necesariamente será idéntica a NGC 2392.

Aun así, NGC 2392 ofrece algo extremadamente valioso: un ejemplo real de una estrella parecida al Sol atravesando una etapa que nuestra estrella todavía tiene miles de millones de años por delante antes de alcanzar.

Antes, ahora y después

Antes de las observaciones modernas, NGC 2392 era principalmente una mancha nebulosa identificada con telescopios desde la época de William Herschel. Hubble permitió revelar su compleja arquitectura y demostrar que detrás de aquella apariencia aparentemente simple existían enormes lóbulos de gas, vientos estelares y estructuras de polvo.

Ahora, con el James Webb, los científicos pueden estudiar con mayor profundidad la composición y distribución del material que rodea a la estrella central. El infrarrojo permite observar componentes que complementan las imágenes obtenidas anteriormente y ayuda a reconstruir cómo interactúan la radiación, el polvo y los gases expulsados.

Después vendrá una etapa todavía más interesante: utilizar estas observaciones para comparar NGC 2392 con otras nebulosas planetarias y determinar qué mecanismos producen sus diferentes formas.

La comparación entre objetos será fundamental porque las nebulosas planetarias presentan una enorme diversidad. Algunas son aproximadamente esféricas, otras tienen lóbulos, anillos, estructuras bipolares o formas extremadamente complejas. Comprender por qué estrellas aparentemente similares terminan produciendo estructuras tan diferentes sigue siendo una de las preguntas de la evolución estelar.

Una fotografía que cuenta la historia de una estrella y anticipa la del Sol

El verdadero valor de la nueva observación del James Webb no está solamente en su belleza visual.

La imagen de NGC 2392 permite observar la muerte lenta de una estrella, seguir el movimiento de la materia que está devolviendo al espacio y estudiar cómo la radiación transforma el entorno de una enana blanca recién formada.

También demuestra por qué Webb se ha convertido en una herramienta fundamental para la astronomía contemporánea. El observatorio no solamente busca las galaxias más antiguas del universo o planetas alrededor de otras estrellas; también está permitiendo estudiar con un nivel de detalle sin precedentes el futuro de nuestro propio Sistema Solar.

Lo que hoy aparece como una espectacular estructura de gas y polvo es, en realidad, una advertencia escrita a escala cósmica: las estrellas nacen, evolucionan, mueren y devuelven al universo los materiales con los que otras estrellas y planetas podrán formarse en el futuro.

NGC 2392 lleva aproximadamente 10.000 años atravesando ese proceso. El James Webb acaba de mostrarnos una nueva parte de esa historia y, al hacerlo, también permite mirar miles de millones de años hacia adelante, hasta el momento en que nuestro propio Sol comenzará a escribir su capítulo final.