PABLO MURILLO, ALICIA Y CARLOS.
Alumnos del Taller de Astronomía del curso 17-18
Hoy en día, si fuésemos por la calle preguntando a gente de a pie qué es
una nebulosa, pocos sabrían decir más allá de “esas nubes de colores en las que
se forman las estrellas”. Por ello, desde el blog del observatorio del IES
Ramiro de Maeztu, decidimos dedicar una entrada a explicar la naturaleza de las
nebulosas y la importancia de estas en los ámbitos de la astronomía y la
astrofísica.
Introducción
En el siglo XIX se llamaba a todos los cúmulos indeterminados
observables en el espacio nebulosas, sin embargo, actualmente una nebulosa es
una región del espacio formada por gases como el hidrógeno o el helio y otros
elementos en forma de polvo cósmico. Su condensación, como mencionábamos
anteriormente, puede llevar a la creación de nuevas estrellas y se distinguen
tres tipos distintos de nebulosa según su relación con el espectro visible (la
luz).
Nebulosas oscuras
Las nebulosas oscuras son nubes heladas compuestas mayormente por
hidrógeno, normalmente en forma molecular. Las partículas de polvo, por otro
lado, están recubiertas de óxido de carbono y nitrógeno congelado. Estas
partículas son conjuntos simples de moléculas que se vuelven más y más
complejas hasta llegar a dimensiones de 0,1 μ. Dentro de las nebulosas
también se pueden encontrar otras substancias, como helio atómico o amonia.
También son conocidas como nebulosas de absorción porque son tan densas
que absorben toda la luz de las estrellas de fondo. Por esta razón, la única
manera de detectarlas es por contraste: si se ve un fondo oscuro donde tendrían
que verse estrellas, es que ahí hay una nebulosa. En la periferia de las
nebulosas oscuras se pueden ver las estrellas atenuadas y también pueden
parecer rojizas. Cabe mencionar que la luz de algunas estrellas sí que logra
pasar a través de estas nebulosas, lo que añade a su atractivo. Esto se puede
ver, por ejemplo, en la nebulosa Cabeza de Caballo.
Las nebulosas oscuras no están relacionadas con ninguna estrella, sino
que los complejos más grandes suelen estar asociados a nubes moleculares
gigantes. Por otro lado, existen nebulosas de absorción más pequeñas y aisladas
que son denominadas “glóbulos de Bok”, dentro de los cuales pueden formarse
nuevas estrellas. Dada su atracción gravitatoria, el material se agrupa cada
vez más, aumentando la cantidad y densidad del mismo y, por tanto, la presión y
la temperatura en el centro de la nebulosa. Cuando estas últimas llegan a
niveles suficientemente elevados la nebulosa colapsa, naciendo así una
estrella, la cual calentará la nebulosa hasta convertirla en una de emisión,
tipo de nebulosa que explicaremos más adelante.
Nebulosas de
reflexión
Las nebulosas de reflexión, clasificadas
así por Edwin Hubble en 1922, son aquellas que no reciben energía suficiente
para ionizar los gases que las forman, de manera que no emiten radiación sino
que reflejan la luz emitida por las estrellas más próximas. Son visibles
gracias a que la suficiente energía que tienen puede dispersar la luz, en
concreto tonos azulados del espectro visible.
Para comprenderlas es necesario conocer
el proceso de ionización de un gas. El estado de la materia superior en energía
al gas es el plasma. Este es gas ionizado, es decir, un gas cuyas partículas
tienen energía cinética suficiente para que los electrones puedan superar las fuerzas
de atracción del núcleo. Debido a este proceso de ionización se desprende
radiación electromagnética, de la que somos capaces de percibir la
perteneciente al espectro visible (luz).
Dicho esto, ya podemos entender cómo
funciona una nebulosa de reflexión, pero para conocerlas mejor los ejemplos son
útiles. IC 2118, la nebulosa de Cabeza de Bruja, fue formada por los restos de
una supernova, y está en la constelación de Eridanus a 1000 años luz de la
Tierra.
IC4592, la nebulosa de Cabeza de Caballo
Azul, está en la constelación de Orión, pero refleja la luz de una estrella de
la constelación de Scorpio.
Por su localización existen distintos
tipos de nebulosas. Por ejemplo el catálogo Van den Bergh recoge las nebulosas
de reflexión localizadas alrededor de estrellas como el cúmulo de las Pléyades.
Nebulosas de
emisión
Una nebulosa de emisión es, como su
propio nombre indica, una nebulosa que emite luz en función de la ionización
del gas que la compone, siendo el mecanismo excitatriz más común la radiación
ultravioleta de las estrellas vecinas. En astrofísica estos objetos se
denominan regiones H II y el análisis de su espectro es crucial para estudiar
la composición química y las propiedades físicas de las nebulosas. Gracias a
ellos sabemos que la razón de que el color rojo predomine en las imágenes
tradicionales de este tipo de nebulosas, es que la línea de emisión más
brillante e importante es la H-alfa (de la serie de Balmer del hidrógeno),
localizada en la zona roja del espectro visible. Así mismo, también se aprecian
otros colores en dichas imágenes que se han podido asociar a líneas de emisión
detectadas pertenecientes a otros elementos: helio, oxígeno, nitrógeno, azufre,
neón, hierro… Dependiendo de la naturaleza de la nebulosa de
emisión, estas pueden subdividirse en dos grupos totalmente distintos:
1) Las nebulosas de emisión asociadas a
regiones de formación estelar, es decir, aquellas en presencia de estrellas muy
jóvenes o incluso en proceso de formación, entre las que se encuentran los
plópidos, los objetos Herbig-Haro y las nubes moleculares.
Estos dos últimos merecen distinción
pues poseen particularidades únicas entre las nebulosas. Los objetos
Herbig-Haro son formados por una estrella y un disco circunestelar entorno a
esta que la alimenta de material y que produce fenómenos de emisión en forma de
chorro de plasma; mientras que las nubes moleculares son tan densas y frías que
permiten la existencia de dihidrógeno (H2) en su interior.
2) Las nebulosas de emisión asociadas a
estrellas moribundas o ya extintas, denominadas nebulosas planetarias y restos
de supernova.
Las primeras no guardan relación
alguna con los planetas, pero se llamaron así hace varios cientos de años por
su similitud a los planetas gigantes al ser observadas a través de telescopios
ópticos convencionales. En realidad, son las capas exteriores de las gigantes
rojas (la última fase evolutiva de las estrellas de masa intermedia), expelidas
debido a pulsaciones y a intensos vientos estelares. Tras la expulsión de estas
capas, subsiste un pequeño núcleo de la estrella, denominado enana blanca, el
cual se encuentra a una gran temperatura y brilla de manera intensa. La
radiación ultravioleta emitida por este ioniza las capas externas que la
estrella había expulsado.
La primera nebulosa planetaria en ser
descubierta fue la nebulosa Dumbbell, en la constelación de Vulpecula (a 1360
años luz), que fue observada el 12 de julio de 1764 por Charles Messier; a
partir de entonces, se descubrieron otras tales como la nebulosa del Anillo y
la nebulosa Ojo de gato.
Por otra parte, los restos (o “remanentes”) de supernova son las estructuras nebulosas que resultan de las titánicas explosiones al final del ciclo evolutivo de las estrellas de masa elevada. El resto de supernova está rodeado por una onda de choque en expansión que se conforma del material eyectado por la explosión y de material interestelar barrido y arrastrado durante el proceso. El gas de este tipo de nebulosas puede ser afectado tanto por la propia energía entregada por la supernova, como por la emisión de una posible estrella de neutrones (un púlsar) en su seno.
La que es
probablemente el ejemplo más típico y conocido de este tipo de nebulosas es la
nebulosa del Cangrejo, cuya explosión tuvieron la ocasión de observar
astrónomos chinos y árabes del siglo XI. Se encuentra en la constelación de
Tauro, a unos 6300 años luz de la Tierra, y contiene en su centro uno de esos
púlsares que mencionamos anteriormente.
Esperamos que
nuestra pequeña entrada os haya gustado y que, sobre todo, os haya ayudado a
comprender un poco mejor uno de los muchos e increíbles fenómenos que tienen
lugar en nuestro universo.
Alicia, Carlos y E.
Pablo.
ILUSTRACIONES:
