sábado, 31 de octubre de 2020

Morfología de las Nebulosas Planetarias

Crédito: Harrington, Borkowski (University of Maryland), NASA
Las nebulosas son grandes nubes compuestas principalmente por gas y polvo. Unos de los tipos principales de nebulosas son las nebulosas planetarias, nombradas así porque los primeros astrónomos en observarlas a través del telescopio las vieron con una forma similar a la de los planetas gigantes gaseosos.

Las nebulosas planetarias son los restos de las etapas finales de la evolución estelar de las estrellas de menor masa. Las estrellas expulsan sus capas externas hacia el exterior debido a los fuertes vientos estelares, formando así capas gaseosas, dejando atrás el núcleo de la estrella en forma de enana blanca. La radiación de la enana blanca caliente excita los gases expulsados, produciendo nebulosas de emisión con espectros similares a los de las nebulosas de emisión que se encuentran en las regiones de formación estelar. Son similares a las regiones H II porque la mayor parte del hidrógeno está ionizado, pero difieren en que las planetarias son más densas y compactas que las nebulosas que se encuentran en estas regiones de formación estelar. 

Se espera que nuestro Sol genere una nebulosa planetaria al final de su vida. 

Existe una amplia variedad de formas con algunas formas muy complejas aunque la mayoría de ellas pertenecen solo a tres tipos: esféricas, elípticas y bipolares. Las nebulosas bipolares se concentran en el plano galáctico, probablemente producidas por estrellas progenitoras masivas relativamente jóvenes. Por otro lado, es probable que las nebulosas esféricas sean producidas por estrellas viejas similares al Sol.

La gran variedad de formas se debe en parte al efecto de proyección: la misma nebulosa cuando se ve desde diferentes ángulos parecerá diferente. Sin embargo, la razón de la enorme variedad de formas físicas no se comprende completamente. Las interacciones gravitacionales con estrellas compañeras si las estrellas centrales son estrellas binarias pueden ser una de las causas. Otra posibilidad es que los planetas interrumpan el flujo de material que se aleja de la estrella a medida que se forma la nebulosa. Se ha determinado que las estrellas más masivas producen nebulosas de forma más irregular. En el año 2005, los astrónomos anunciaron la primera detección de campos magnéticos alrededor de las estrellas centrales de dos nebulosas planetarias y plantearon la hipótesis de que los campos podrían ser parcial o totalmente responsables de sus formas finales. 

Veamos una galería de fotografías representando a las formas más comunes que pueden tener las nebulosas planetarias.


1.- Esféricas


Crédito: Fryns Andre. Creative Commons
Sólo alrededor del 20% de las nebulosas planetarias son esféricamente simétricas. 

Como ejemplo tenemos a M 97 o Nebulosa del Búho. M 97 se encuentra a 2.600 años-luz en la constelación de la Osa Mayor. 

Los astrónomos creen que su apariencia es la de un cilindro tórico visto oblicuamente, de forma que los extremos del cilindro se asocian a zonas pobres en material expulsado, correspondiendo a los ojos del búho. Esta cubierta se halla envuelta por una nebulosa más tenue y menos ionizada.




2.- Elípticas


Crédito: Lukáš Kalista. Creative Commons
Las nebulosas planetarias elípticas son las que presentan dos ejes de simetría. Como ejemplo tenemos a la Nebulosa Dumbbell.

Dumbbell o M 27 se encuentra en la constelación Vulpécula a unos 1.250 años-luz. Con una magnitud aparente de 7,4 y un diámetro de 8 minutos de arco, es fácil de observar con unos prismáticos.

Es tan brillante que fue la primera nebulosa planetaria en ser descubierta por Charles Messier en 1764.





3.- Bipolares


Las nebulosas planetarias bipolares presentan dos ejes de simetría con un estrechamiento en su zona central que crea dos lóbulos.

Un ejemplo de nebulosa planetaria bipolar es NGC 6302 o la Nebulosa de la Mariposa.

La Nebulosa de la Mariposa se encuentra en la constelación de Escorpio a unos 3.500 años-luz de distancia. Su magnitud aparente es de 9,6 lo que la hace visible con pequeños telescopios en cielos oscuros.

Crédito: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team - http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/multimedia/ero/ero_ngc6302.html

La compleja morfología de la nebulosa puede aproximarse como bipolar con dos lóbulos principales, si bien hay evidencia de un segundo par de lóbulos que pueden provenir de un episodio previo de pérdida de masa. El lóbulo prominente, orientado en sentido norte-oeste, puede haberse formado hace unos 1.900 años. El borde oeste del lóbulo muestra características que sugieren una colisión con glóbulos de gas preexistentes que modificaron el flujo en esa región.

Algunas nebulosas bipolares presentan una gran simetría adquiriendo una forma casi rectangular. Un ejemplo lo encontramos en la Nebulosa de la REtina o IC 4406.

La Nebulosa de la Retina se encuentra en la constelación de Lupus a unos 1.900 años-luz de la Tierra. 

Nebulosa de la Retina. Crédito: NASA and The Hubble Heritage Team




4.-Cuadrupolares


Crédito: NASA.ESA
Las nebulosas planetarias cuadrupolares se presentan con dos pares de lóbulos, orientados en diferentes direcciones. La explicación más plausible es que resultan de eyecciones bipolares procedentes de una fuente en precesión.

NGC 5315 es una nebulosa planetaria de magnitud aparente 9,8 situada en la constelación austral de Circinus, el compás. La estrella central, de magnitud 14, es claramente visible en su centro.

NGC 5315 presenta un aspecto caótico, con una estructura con forma de X. Esta forma sugiere que la estrella expulsó el material durante dos distintos episodios en dos direcciones diferentes. Cada erupción lanzó pares de eyecciones diametralmente opuestas.




5.- Anulares


Shapley 1. Crédito: ESO
Las nebulosas planetarias anulares, en realidad, podría deber su forma al ángulo con las que las vemos desde la Tierra. Los astrónomos creen que su origen es un sistema binario cuya órbita es perpendicular a la de la Tierra.

Como ejemplo de nebulosa planetaria bipolar tenemos a Shapley 1, que se encuentra en la constelación de Norma y cuenta con una magnitud de +12,6. 

Descubierta en 1936 por Harlow Shapley, está aproximadamente a 4.900 años luz de la Tierra y tiene alrededor de 8.700 años. En el centro de la nebulosa hay una estrella enana blanca de magnitud 14. 





6.- Irregulares


Nebulosa Saturno. Crédito: NASA/ESA
Las nebulosas planetarias irregulares son aquellas que no entran en ninguna de las clasificaciones anteriores.

Como ejemplo tenemos a la Nebulosa Saturno, llamada así por su forma parecida a la del gigante de los anillos. 

La Nebulosa Saturno se encuentra en la Constelación de Acuario a unos 3.000 años-luz, aunque esta distancia queda todavía por precisar. Al observarla vemos una estructira compleja con varios subsistemas morfológicos y cinemáticos que incluyen un halo, eyecciones tipo "jet", nudos, filamentos, etc. 

La estrella central, relativamente luminosa, tiene magnitud aparente 11,5, con una luminosidad visual unas 20 veces mayor que la del Sol. La nebulosa que vemos hoy no es otra cosa que las capas exteriores de la estrella expulsadas, modeladas por los restos del viento estelar procedente de la estrella. Con el paso del tiempo, irá perdiendo brillo hasta convertirse en una de las muchas enanas blancas que pueblan el cosmos.







Bibliografía

http://research.iac.es/proyecto/nebu/catalogo.html

http://aam.org.es/images/GCP/0_Clasificaci%C3%B3n_morfol%C3%B3gica_de_las_nebulosas_planetarias_hang_.pdf

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