lunes, 7 de septiembre de 2020

¿Qué son las nebulosas? Características y tipos más importantes

Crédito: NASA
Las nebulosas son grandes nubes compuestas principalmente por gas y polvo. Pero, ¿son todas iguales? La propia palabra nebulosa ya nos da una pista sobre la apariencia de estos objetos celeste: no son compactos, si no que tienen una apariencia difusa.



También nos podemos preguntar si tienen el mismo origen, o si son características de una determinada zona de la galaxia. Las nebulosas asociadas con estrellas jóvenes se localizan en los discos de las galaxias espirales y en cualquier zona de las galaxias irregulares, pero no se suelen encontrar en galaxias elípticas puesto que estas apenas poseen fenómenos de formación estelar y están dominadas por estrellas muy viejas. El caso extremo de una galaxia en la que muchas nebulosas presentan intensos episodios de formación estelar se denomina galaxia starburst.


Vamos poco a poco a desentrañar los secretos que esconden estas coloridas nubes del cielo.




1.- Nacimiento y muerte de las estrellas


Las nebulosas están implicadas tanto en el nacimiento como en la muerte de las estrellas. Es decir, las estrellas se forman a partir de la condensación de la nube molecular original, tal y como está ocurriendo en la Nebulosa de Orión, donde la formación estelar es un proceso activo. 

Pero, por otra parte, las nebulosas también son los restos de las estrellas muertas, ya sea mediante la explosión de una supernova en las estrellas  gigantes (Nebulosa del Cangrejo), o la expulsión de las capas externa de la estrellas en los astros de menor tamaño (Nebulosa Dumbbell). 

Estos diferentes orígenes da apariencias distintas a las nebulosas. Las que tienen su origen en las supernovas tienen un aspecto más difuso, mientras que las procedentes de estrellas de menor tamaño son conocidas como nebulosas planetarias por su aspecto similar a los planetas gigantes gaseosos.



2.- Diferentes tipos de Nebulosas


Podemos dividir a las nebulosas en los siguientes tipos:

1.- Nebulosas difusas de emisión
2.- Nebulosas difusas de reflexión
3.- Nebulosas difusas de emisión y reflexión
4.- Nebulosas oscuras
5.- Nebulosas planetarias
6.- Remanentes de supernovas


2.1.- Nebulosas difusas de emisión


Una nebulosa de emisión es una nebulosa formada por gases ionizados que emiten luz en varias longitudes de onda. La fuente más común de ionización de estos gases son los fotones ultravioleta de alta energía emitidos por una estrella caliente cercana. Las conocidas como regiones H II, son nebulosas en las que tiene lugar la formación de estrellas, siendo las propias estrellas jóvenes y masivas la fuente de los fotones ionizantes. En muchas nebulosas de emisión, todo un cúmulo de estrellas jóvenes se encuentra ionozando el gas circundante.

El color de la nebulosa depende de su composición química y del grado de ionización. Debido a la prevalencia de hidrógeno en el gas interestelar y a su energía de ionización relativamente baja, muchas nebulosas de emisión aparecen rojas a causa de las fuertes emisiones de la serie Balmer. Si hay más energía disponible, otros elementos se ionizarán y las nebulosas verde y azul serán posibles. Así, al examinar los espectros de las nebulosas, los astrónomos infieren su contenido químico. La mayoría de las nebulosas de emisión están compuestas aproximadamente por un 90% de hidrógeno, siendo los elementos restantes helio, oxígeno, nitrógeno y otros en menor medida. Las nebulosas de emisión a menudo tienen áreas oscuras que son el resultado de nubes de polvo que bloquean la luz.

Algunos ejemplos de nebulosas de emisión son la Nebulosa Norteamérica o la Nebulosa Laguna.

 Nebulosa Omega. Crédito: ESO



2.2.- Nebulosas difusas de reflexión


En astronomía, las nebulosas de reflexión son nubes de polvo interestelar que cuentan con la capacidad de reflejar la luz de una estrella o estrellas cercanas. La energía de las estrellas cercanas es insuficiente para ionizar el gas de la nebulosa y crear una nebulosa de emisión, pero sí es suficiente para dar la suficiente dispersión y hacer visible el polvo. Por lo tanto, el espectro de frecuencias mostrado por las nebulosas de reflexión es similar al de las estrellas iluminadoras. Entre las partículas microscópicas responsables de la dispersión se encuentran compuestos de carbono (por ejemplo, polvo de diamante) y compuestos de otros elementos como el hierro y el níquel. 

Las nebulosas de reflexión suelen ser azules porque la dispersión es más eficiente para la luz azul que para la roja (este es el mismo proceso de dispersión que nos da cielos azules y puestas de sol rojas).

Ejemplos de nebulosas de reflexión son: La Nebulosa Cabeza de Bruja, o la nebulosa que rodea al Cúmulo de las Pléyades.


Crédito: NASA/ESA/AURA/Caltech



2.3.- Nebulosas difusas de emisión y reflexión


En ocasiones puede haber nebulosas que cumplan tanto los criterios de nebulosa de emisión como de reflexión. El caso más conocido es el de la Nebulosa de Orión. En el centro de la Nebulosa, las cuatro estrellas que forman el Trapecio producen con su luz la ionización de la materia circundante. Sin embargo, la parte más externa de la nebulosa se ve gracias al fenómeno de la reflexión.


Nebulosa de Orión. Crédito: Fran Sevilla


2.4.- Nebulosas oscuras


Una nebulosa oscura o nebulosa de absorción es un tipo de nube interestelar que es tan densa que oscurece las longitudes de onda visibles de la luz de los objetos que hay detrás de ella, como pueden ser las estrellas de fondo y las nebulosas de emisión o reflexión. Los cúmulos y grandes complejos de nebulosas oscuras están asociados con las nubes moleculares gigantes. Las pequeñas nebulosas oscuras aisladas se denominan glóbulos de Bok. Al igual que otros materiales o polvo interestelar, las cosas que oscurece solo son visibles mediante ondas de radio en radioastronomía o infrarrojos en astronomía infrarroja.

La forma de estas nubes oscuras es muy irregular: no tienen límites exteriores claramente definidos y, a veces, adoptan formas serpenteantes enrevesadas. Las nebulosas oscuras más grandes son visibles a simple vista y aparecen como parches oscuros contra el fondo más brillante de la Vía Láctea, como la Nebulosa Saco de Carbón.

Otro ejemplo muy conocido de nebulosa oscura es la Nebulosa Cabeza de Caballo.


Nebulosa Cabeza de Caballo. Crédito ESO


2.5.- Nebulosas planetarias


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 de las estrellas. Son similares a las regiones H II porque la mayor parte del hidrógeno está ionizado, pero las planetarias son más densas y compactas que las nebulosas que se encuentran en estas regiones de formación estelar. 

Las nebulosas planetarias recibieron su nombre de los primeros observadores astronómicos que inicialmente no pudieron distinguirlas de los planetas, y que tendieron a confundirlas con estos. Se espera que nuestro Sol genere una nebulosa planetaria al final de su vida.

Ejemplos de nebulosas planetarias son: Hélice, Ojo de Gato o la Nebulosa del Anillo.


Nebulosa del Anillo. Crédito: Telescopio Espacial Hubble. NASA


2.6.- Remanente de supernova


Una supernova ocurre cuando una estrella de gran masa llega al final de su vida. Cuando se detiene la fusión nuclear en el núcleo de la estrella, esta colapsa. El gas que cae hacia adentro rebota o se calienta con tanta fuerza que se expande hacia afuera desde el núcleo, lo que hace que la estrella explote. La capa de gas en expansión forma un remanente de supernova, una nebulosa difusa especial. Aunque gran parte de la emisión óptica y de rayos X de los remanentes de supernova se originan a partir de gas ionizado, se produce una gran cantidad de la emisión de radio en una forma de emisión no térmica llamada emisión de sincrotrón. Esta emisión se origina a partir de electrones de alta velocidad que oscilan dentro de campos magnéticos.

Ejemplo de remanentes de supernovas son: Nebulosa del Cangrejo o Cassiopeia A.


Nebulosa del Cangrejo. Crédito: Telescopio Espacial Hubble. NASA



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