El Cosmos se rige por unas leyes físicas muy precisas que vamos desentrañando poco a poco. Inmersas dentro de ellas aparecen patrones matemáticos, algunos esencialmente sencillos, que nos hablan de la geometría intrínseca del Universo. La realidad, no obstante, es mucho más compleja por la enorme cantidad de variables y partículas involucradas en cada caso. Eso no impide que estudiantes y expertos usen las leyes de la física bajo condiciones de simetría. Algunas de estas simetrías ayudan, y mucho, a resolver los problemas, dado que reducen en gran medida el grado de complejidad de los sistemas físicos. Lo más sorprendente es que, con pequeño error, muchas veces las respuestas que dan estas simplificaciones geométricas son correctas. Por supuesto otras veces las simplificaciones no sirven de nada. Quizá uno de los ejemplos más ilustrativos del uso en física de estas simplificaciones sea un famoso chiste. Aunque tiene varias versiones, así lo conocí yo cuando empezaba la carrera de Física. Se pide a tres científicos, un químico, un ingeniero y un físico, que presenten soluciones a la hora de aumentar la producción de la leche de las vacas. El químico prepara un jarabe especial, dice que aumenta un 10% la producción de leche. El ingeniero inventa un dispositivo con el que la extracción de la leche es más efectiva, aumentando un 20% el rendimiento. El físico dice que con sus cálculos ha conseguido un 100% de rendimiento extra. Todos se emocionan, hasta que el físico comienza a describir su idea con «supongamos una vaca esférica…»
Bromas aparte, a pesar de que la simetría gobierna el Cosmos a escalas tanto microscópicas como macroscópicas, es básicamente imposible encontrar objetos completamente simétricos. Sí, los patrones espirales que aparecen en galaxias y en conchas están ahí, pero no son perfectas. Del mismo modo ninguna nube es esférica, sea una nube de la atmósfera de la Tierra, un amasijo de gas alrededor de estrellas en formación, o la estructura que forma el gas que se escapa de estrellas moribundas. No obstante a veces se alcanza un grado muy alto de ‘simetría’ y ‘casi’ perfección.
El ejemplo que mostramos hoy aquí es bastante representativo de esta última clase de objetos. Las estrellas de baja masa (como el Sol, y hasta las 8 veces la masa del Sol) no mueren de forma espectacular en una violenta explosión de supernova. Estas estrellas mueren ‘desinflándose’ poco a poco, formando una envoltura de gas alrededor de un núcleo que cada vez se contrae más y más. Constituyen lo que se conoce como ‘nebulosas planetarias’. El nombre no tiene nada que ver con planetas, salvo que cuando se empezaron a descubrir con los pequeños e imperfectos telescopios de hace varios siglos parecían ‘pequeños disquitos difusos’ que recordaban (muy malamente) a los planetas. En principio podríamos pensar que una estrella, al morir así, formara una estructura muy simétrica, una burbuja esférica, a su alrededor. Pero, en verdad, cuando miramos con detalle las nebulosas planetarias que conocemos, nos encontramos que esto no es así. En efecto, las nebulosas planetarias poseen unas morfologías muy peculiares: ovaladas, con rayos, dobles estructuras, que aunque con cierta simetría a veces quedan muy lejos de ser esferas.
No es el caso de la nebulosa planetaria ESO 378-1 que mostramos aquí. Posiblemente se trate de una de las nebulosas planetarias más aparentemente simétricas que se conocen, a pesar de que su color revela que obviamente no lo es. También apodada como ‘la nebulosa del Búho meridional’, se trata de una burbuja de casi cuatro años luz de diámetro que envuelve a una enana blanca (el núcleo caliente y comprimido de la estrella muerta). Curiosamente, vemos el gas de esta nebulosa, que brilla con luz propia, porque la enana blanca emite gran cantidad de luz ultravioleta (consecuencia de tener una temperatura tan alta, de unos 40 mil grados, en su superficie). La luz ultravioleta ‘enciende’ el gas circundante, que no es otra cosa que el gas que formaba parte de la atmósfera de la estrella. Este gas está en expansión: el gas se va alejando poco a poco de la estrella enana blanca. Pasados unas pocas decenas de miles de años, un suspiro en la vida del Cosmos (y de las estrellas, dado que astros como el Sol duran unos 10 mil millones de años) el gas se ha alejado ya mucho, por lo que la nebulosa planetaria deja de existir. Queda entonces sólo la enana blanca, que se irá enfriado poco a poco, durante decenas de miles de millones de años, apagándose muy lentamente.
La nebulosa planetaria ESO 378-1 es un objeto que fue descubierto a finales de los años 70 del siglo pasado cuando se inspeccionaron cuidadosamente las fotografías obtenidas por el Telescopio Schmidt de 1 metro de tamaño del Observatorio Europeo Austral (ESO por sus siglas en inglés), localizado en el Observatorio de la Silla en Chile. Precisamente por eso tiene ese nombre, aunque la gran mayoría de los objetos ‘ESO’ son galaxias lejanas. Se encuentra en la extensa constelación de la Hidra (la gran ‘serpiente cósmica’), la constelación más grande que tenemos en la actualidad. Está a unos 3500 años luz de nosotros. Esta delicada imagen, obtenida con el instrumento FORS2 en una de las unidades de 8.2 metros del complejo ‘Very Large Telescope’ (Telescopio Muy Grande) de ESO en Cerro Paranal, Chile, es la más detallada que tenemos hasta la fecha. La imagen forma parte del programa de ‘Joyas Cósmicas’ de ESO, una interesante iniciativa de divulgación que pretende producir imágenes de objetos enigmáticos o visualmente atractivos utilizando los telescopios de ESO. El programa usa el tiempo de telescopio que no se puede aprovechar para observaciones científicas para conseguir imágenes con un fin divulgativo y educativo.
La simetría esférica de ESO 378-1 parece estar ahí, pero en realidad deproyectando la nebulosa se encuentra que tampoco lo es, simplemente estamos mirando de forma muy concreta hacia ella. Y, como hemos mencionado arriba, los colores también rompen la simetría. En esta imagen los colores codifican la emisión del gas en oxígeno (azul) e hidrógeno (rojo), sobre imágenes en los filtros azul, verde y rojo para conseguir el campo estelar circundante, donde aparte de muchas estrellas aparecen varias galaxias distantes. Claramente, la parte superior de ESO 378-1 posee un arco de hidrógeno (en rojo) que no se observa en la parte inferior. Lo más interesante de pensar aquí, quizá, es que estos gases estuvieron dentro de la estrella. Es más, el oxígeno, al igual que el nitrógeno o el carbono, se crean en estas estrellas de masa baja o intermedia, y se liberan al medio interestelar de las galaxias en las nebulosas planetarias. Cuando decimos que estamos hechos de polvo de estrellas, la expresión es completamente literal. Los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno de nuestros cuerpos se sintetizaron en estrellas parecidas al Sol que murieron hacen miles de millones de años. Somos el producto de la ceniza de objetos cósmicos desaparecidos hace eones.
