Descubren que estrellas de baja masa en Vía Láctea producen más oxígeno

MÉXICO, DF, 3 de mayo del 2015.- Hasta ahora se creía que, en la Vía Láctea, las estrellas más masivas (con más de ocho veces la masa del Sol) producían casi todo el oxígeno. Después de estudiar las abundancias de diferentes elementos en un grupo de nebulosas planetarias y regiones H II de nuestra galaxia, un grupo de científicos del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM y de otras instituciones encontró evidencia de que algunas estrellas de baja masa también lo generan.

El resultado no sólo es sorprendente, sino relevante. El oxígeno es el elemento del que mejor se puede calcular su abundancia, con el uso de las brillantes líneas de emisión en los espectros de las nebulosas ionizadas. Este elemento se produce en el interior de las estrellas y es eyectado al medio interestelar al final de sus vidas, lo que aumenta, generación tras generación, la cantidad de oxígeno que hay en las galaxias, indicó la Máxima Casa de Estudios en un comunicado.

Es por ello que se utiliza como indicador de la metalicidad, es decir, de la cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, en el medio interestelar, producida por las estrellas.

Sin embargo, este hallazgo apunta que “no es siempre correcto usar la abundancia de oxígeno obtenida en las nebulosas planetarias como indicador de la metalicidad del gas en el que se formaron sus antecesoras”, explicó la primera autora de este trabajo e investigadora posdoctoral del IA, Gloria Delgado Inglada.

Lo mejor sería usar otro elemento que no cambie en las estrellas que producen nebulosas planetarias, cuya abundancia sea la misma a lo largo de la vida de la estrella; el cloro podría ser una buena opción, aunque por tener líneas de emisión más débiles que las del oxígeno, se requiere de telescopios grandes y con buena resolución para hacer las observaciones, sobre todo de las lejanas.

El hallazgo, dado a conocer en el artículo Oxygen enrichment in carbon-rich planetary nebulae (Enriquecimiento de oxígeno en nebulosas planetarias ricas en carbono, aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), también reunió los esfuerzos de los investigadores del IA, el emérito Manuel Peimbert y Christophe Morisset; de Mónica Rodríguez, del Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica, y Grazyna Stasinska, del Observatorio de París, Francia.

Oxígeno galáctico

La mayoría de los elementos químicos tienen un origen estelar. Al inicio, el Universo estaba hecho sólo de hidrógeno y helio, pero cuando empezaron a formarse las primeras estrellas se crearon los otros. “Al nacer una estrella, casi todo lo que la forma es hidrógeno; por reacciones que ocurren en su núcleo, se produce helio y, a partir de éste, carbono; así se generan átomos cada vez más pesados, con más protones”.

Conforme avanzó el tiempo de vida del cosmos, la cantidad de elementos químicos aumentó; por eso se habla de “enriquecimiento químico”, señaló la joven investigadora.

Los astrónomos daban por hecho que el oxígeno existente en las galaxias, en particular la nuestra, viene exclusivamente de las estrellas masivas, es decir, las que tienen por lo menos ocho veces más masa que el Sol; sin embargo, desde hace años se planteó que algunas de baja masa de las Nubes de Magallanes podrían producir ese elemento.

“El oxígeno medido en las nebulosas planetarias de estas galaxias debió transportarse de alguna forma desde el núcleo hasta las capas más externas, que la estrella expulsa y forma la nebulosa planetaria. Si se quedara cerca del núcleo nunca lo veríamos”.

Según los modelos teóricos, el traslado funciona mejor en galaxias de baja metalicidad. “La nube grande de Magallanes tiene la mitad de los metales que la nuestra, y la nube pequeña, cinco veces menos”.

No se sabe bien cuál es el proceso que transporta el oxígeno del centro al exterior; podría estar relacionado con el movimiento de rotación de la estrella, o bien, con el movimiento convectivo, el mismo que cuando, al hervir el agua, hace que las burbujas se muevan de abajo hacia arriba dentro de un recipiente.

Así, se daba por hecho que las estrellas de baja masa en nuestra galaxia casi no producen oxígeno o que, al menos, no eran capaces de llevarlo hacia afuera para que luego el viento lo expulsara y los astrónomos lo pudieran observar.