martes, 12 de mayo de 2015

Introducción a los cúmulos estelares abiertos

A Galileo le llamó la atención que al contemplar a través de su telescopio las estrellas no aumentasen de tamaño como ocurría con las observaciones terrestres o de la propia Luna. E incluso no mostrasen una pequeña figura esférica como ocurría con los planetas. Pero sí percibió que a través de las lentes, las estrellas parecían más luminosas que a simple vista, y que se podían contemplar numerosos astros que eran demasiado débiles como para que el ojo humano pudiera resolverlos. En su búsqueda de mostrar este efecto, Galileo realizó una serie de dibujos en los que recogió las estrellas que se podían ver a través de su instrumento.
Galileo también contempló la Vía Láctea y comprobó que esa mancha lechosa no era más que un conglomerado de innumerables estrellas, tantas que las más débiles escapaban a la potencia de su telescopio. Basándose en esta observación dedujo erróneamente que las nebulosas que se contemplaban a simple vista, como la de Orión, no eran más que un conglomerado de estrellas muy juntas, cuya luz, al sumarse provoca esa nebulosa nívea.
También presentó un esquema de la “nebulosa” del Pesebre, (derecha) y descubrió que no era una única estrella como se creía, sino más de cuarenta, dispuestas a modo de un pesebre entre dos potros.
Es decir, Galileo no logró con sus investigaciones discernir una nebulosa de un cúmulo de estrellas. Dedujo erróneamente que todo objeto neblinoso estaba en realidad compuesto de múltiples estrellas que en realidad no se podían resolver mediante los instrumentos ópticos de la época. 



Observación de los cúmulos estelares abiertos.
La observación de los cúmulos abiertos podemos dividirla en dos grandes grupos: la de aquellos cúmulos que podemos percibir a simple vista como las Pléyades, y la de aquellos que están sólo al alcance de los telescopios.
El aspecto que presentan estos cúmulos es diverso. Podemos encontrar cúmulos formados por ramificaciones de estrellas que les confieren una geometría radial (M36, abajo a la izquierda), otros que poseen una geometría esférica y un elevado grado de concentración estelar (M37, abajo a la derecha), y otros que poseen una forma triangular.


No hay que confundir los cúmulos abiertos cuya geometría es esférica con los cúmulos globulares. Las diferencias entre ambos son notables. En los cúmulos globulares, el número de astros suele ser de entre 100.000 y un 1.000.000 de componentes. Están compuestos por estrellas viejas y se encuentran en el halo de la galaxia. En cambio, los cúmulos abiertos constan desde unos pocos miembros a unas pocas centenas, y están situados en el plano de la galaxia.




Nacimiento de los cúmulos abiertos.

Pero, ¿cómo nacen los cúmulos abiertos? El nacimiento de los cúmulos abiertos tiene lugar en el seno de las nubes moleculares de gas y de polvo. Todas las estrellas pertenecientes al cúmulo nacen a partir de la misma nube molecular con una estructura, en general, asimétrica. Las estrellas que albergan suelen ser jóvenes, masivas y muy calientes, encontrándose repartidas en un espacio de unos 30 años luz, debido a las fuerzas de marea que ejercen las estrellas entre sí.
Las nubes moleculares de las que se forman estos cúmulos no tienen una densidad uniforme, por ello, cuando se origina una cierta inestabilidad gravitatoria, ésta se colapsa formando un primer grupo de estrellas muy masivas, en cuyo proceso se invierte aproximadamente de dos a tres millones de años. Las estrellas recién nacidas se desprenden entonces, a causa de los vientos estelares que generan, del cascarón de gas y polvo sobrante del que nacieron, generando con ello otra inestabilidad gravitatoria en la nube primordial, lo que provoca el nacimiento de una segunda tanta de estrellas. Este proceso se repite hasta que el gas interestelar remanente que queda no tiene ya la capacidad de generar más estrellas. Entonces, ya se puede decir que el cúmulo estelar ha nacido.
Con el tiempo estos cúmulos se disgregan a causa de diversos factores como puede ser la permanente atracción gravitatoria que ejerce el núcleo galáctico sobre los cúmulos abiertos así como de su distancia al plano de la galaxia. La fuerza gravitatoria que ejerce el centro de la galaxia en las estrellas de un cúmulo depende de la distancia de las estrellas a dicho centro. Por ello, esta fuerza no es la misma en cada estrella, ya que se encuentran a diferentes distancias por la geometría del sistema estelar. Esto genera unas tensiones en el conjunto que, al cabo de cientos de millones de años, provoca que las estrellas se separen unas de las otras hasta no depender gravitacionalmente entre sí. Pero la distancia galactocéntrica no es el único factor que actúa en esta disgregación. La concentración del cúmulo estelar abierto también es un factor determinante.

Cuanto más concentrado esté un cúmulo, más difícil será que sus estrellas se separen gravitacionalmente las unas de las otras. Es decir, cuanto más concentrado esté un cúmulo, más tarde se separarán sus componentes. La densidad estelar que debe poseer un cúmulo para que sea mínimamente estable, debe ser igual o mayor a una estrella por cada parsec cúbico.
Existen muchas más causas que determinan la supervivencia de un cúmulo abierto como son la colisión entre estrellas masivas, existencia de agujeros negros,...
Atendiendo a estos últimos datos, podemos deducir dónde es más fácil encontrar cúmulos longevos. Serían aquellos que presentan una densidad notable y que se encuentran alejados del plano galáctico como es el caso de NGC 188 en Cefeo (arriba a la derecha), que tiene una edad de 5.000 millones de años.



Elementos de un cúmulo estelar abierto.

¿Qué podemos encontrar en un cúmulo abierto? En estas formaciones estelares no sólo podemos encontrar estrellas. También encontramos nebulosas de reflexión (sus gases, al ser iluminados por las estrellas reflejan su luz como si fueran espejos), nebulosas de emisión (emiten su propia luz al espacio por la ionización de sus gases), nebulosas de absorción (nubes muy opacas que absorben la luz de las estrellas situadas tras ellas), sistemas dobles y múltiples, estrellas variables (estrellas que varían su brillo por causas intrínsecas, es decir, por causas relativas a la naturaleza de la propia estrella), otros tipos de estrellas(enanas blancas, estrellas magnéticas,...).


Clasificación de los cúmulos estelares abiertos.

Existen muchos métodos para clasificar los cúmulos abiertos. Aquí expondremos la clasificación de R.J.Trumpler, que tiene en cuenta tres aspectos de los cúmulos:

Grados de concentración:
I.-Cúmulos muy concentrados que destacan mucho del fondo estelar.
II.-Medianamente concentrados, aunque fácilmente distinguibles.
III.-Muy poco concentrados, pero que destacan de las estrellas de campo.
IV.-Cúmulos que no destacan del fondo del cielo.

Grados de brillo:
1.-Muy brillantes; la mayoría de las estrellas del cúmulo son de la misma magnitud aparente.
2.-Medianamente brillantes; tienen igual número de estrellas brillantes y débiles.
3.-Poco brillantes; aquéllos que poseen más estrellas débiles que brillantes.

Grados de riqueza:
R.-Cúmulos ricos o muy ricos; formados por más de 100 componentes.
M.-Medianamente ricos; entre 50 y 100 estrellas.
P.-Pobres o muy pobres: menos de 50 estrellas.

Atendiendo a estos grados, el conocido grupo de las Pléyades tendría la siguiente clasificación: I3R.



Galería de cúmulos estelares abiertos.

En la primera imagen de la izquierda podemos ver al conocido cúmulo estelar de las Hyades. A su derecha está el Joyero. Debajo de las Hyades nos encontramos con dos cúmulos en la misma fotografía: M6 y M7. Y en la última imagen, abajo a la derecha, podemos ver a Sirio con el cúmulo M41.

4 comentarios:

  1. Algo tienen los cúmulos estelares que siempre me han llamado la atención. Quizás es porque me emociona la idea de ver tantos montones de estrellas brillnado juntas. ¡Muchas gracias por el artículo!

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    1. Fantástica explicación Verónica, como fantásticos son los cúmulos abiertos.
      Gracias por traernos conocimiento y respuestas con tu artículo.
      Un saludo desde la Región de Murcia.

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