Una nebulosa es algo realmente maravilloso para la vista. El nombre de la palabra latina para “nube”, las nebulosas no son solo nubes masivas de polvo, hidrógeno y helio, y plasma; a menudo también son "guarderías estelares", es decir, el lugar donde nacen las estrellas. Y durante siglos, las galaxias distantes a menudo se confundieron con estas nubes masivas.
Por desgracia, tales descripciones apenas arañan la superficie de lo que son las nebulosas y cuál es su significado. Entre su proceso de formación, su papel en la formación estelar y planetaria, y su diversidad, las nebulosas han proporcionado a la humanidad intrigas y descubrimientos interminables.
Desde hace algún tiempo, los científicos y los astrónomos han sido conscientes de que el espacio exterior no es realmente un vacío total. De hecho, está formado por partículas de gas y polvo conocidas colectivamente como Medio Interestelar (ISM). Aproximadamente el 99% del ISM está compuesto de gas, mientras que aproximadamente el 75% de su masa toma la forma de hidrógeno y el 25% restante como helio.
El gas interestelar consiste en parte en átomos y moléculas neutrales, así como en partículas cargadas (también conocidas como plasma), como iones y electrones. Este gas es extremadamente diluido, con una densidad promedio de aproximadamente 1 átomo por centímetro cúbico. En contraste, la atmósfera de la Tierra tiene una densidad de aproximadamente 30 quintillones de moléculas por centímetro cúbico (3.0 x 1019 por cm³) a nivel del mar.
A pesar de que el gas interestelar está muy disperso, la cantidad de materia se acumula en las vastas distancias entre las estrellas. Y eventualmente, y con suficiente atracción gravitacional entre las nubes, esta materia puede unirse y colapsar para formar estrellas y sistemas planetarios.
Formación de nebulosa:
En esencia, se forma una nebulosa cuando porciones del medio interestelar sufren un colapso gravitacional. La atracción gravitacional mutua hace que la materia se agrupe, formando regiones de mayor y mayor densidad. A partir de esto, se pueden formar estrellas en el centro del material colapsante, cuya radiación ionizante ultravioleta hace que el gas circundante se vuelva visible en las longitudes de onda ópticas.
La mayoría de las nebulosas son de gran tamaño y miden hasta cientos de años luz de diámetro. Aunque más densa que el espacio que las rodea, la mayoría de las nebulosas son mucho menos densas que cualquier vacío creado en un entorno de tierra. De hecho, una nube nebular que era similar en tamaño a la Tierra solo tendría tanto material que su masa sería de solo unos pocos kilogramos.
Clasificación de nebulosa:
Los objetos estelares que se pueden llamar Nebula vienen en cuatro clases principales. La mayoría cae en la categoría de Nebulosas Difusas, lo que significa que no tienen límites bien definidos. Estos se pueden subdividir en dos categorías adicionales según su comportamiento con luz visible: "Nebulosas de emisión" y "Nebulosas de reflexión".
Las nebulosas de emisión son aquellas que emiten radiación de la línea espectral del gas ionizado, y a menudo se llaman regiones HII porque están compuestas en gran parte de hidrógeno ionizado. Por el contrario, las nebulosas de reflexión no emiten cantidades significativas de luz visible, pero siguen siendo luminosas porque reflejan la luz de las estrellas cercanas.
También hay lo que se conoce como Nebulosas Oscuras, nubes opacas que no emiten radiación visible y no están iluminadas por estrellas, sino que bloquean la luz de los objetos luminosos detrás de ellas. Al igual que las nebulosas de emisión y reflexión, las nebulosas oscuras son fuentes de emisiones infrarrojas, principalmente debido a la presencia de polvo dentro de ellas.
Algunas nebulosas se forman como resultado de explosiones de supernovas y, por lo tanto, se clasifican como Nebulosas remanentes de supernova. En este caso, las estrellas de corta duración experimentan implosión en sus núcleos y expulsan sus capas externas. Esta explosión deja un "remanente" en forma de un objeto compacto, es decir, una estrella de neutrones, y una nube de gas y polvo que se ioniza por la energía de la explosión.
Otras nebulosas pueden formarse como Nebulosas Planetarias, que implica que una estrella de baja masa entre en la etapa final de su vida. En este escenario, las estrellas entran en su fase Gigante Rojo, perdiendo lentamente sus capas externas debido a los destellos de helio en su interior. Cuando la estrella ha perdido suficiente material, su temperatura aumenta y la radiación UV que emite ioniza el material circundante que ha arrojado.
Esta clase también contiene la subclase conocida como Nebulosas Protoplanetarias (PPN), que se aplica a los objetos astronómicos que están experimentando un episodio de corta duración en la evolución de una estrella. Esta es la fase rápida que tiene lugar entre la rama gigante asintótica tardía (LAGB) y la siguiente fase de la nebulosa planetaria (PN).
Durante la fase de rama gigante asintótica (AGB), la estrella sufre pérdida de masa, emitiendo una capa circunestelar de gas hidrógeno. Cuando esta fase llega a su fin, la estrella entra en la fase PPN, donde es energizada por una estrella central, lo que hace que emita una fuerte radiación infrarroja y se convierta en una nebulosa de reflexión. La fase PPN continúa hasta que la estrella central alcanza una temperatura de 30,000 K, después de lo cual está lo suficientemente caliente como para ionizar el gas circundante.
Historia de la observación de nebulosas:
Los astrónomos notaron muchos objetos nebulosos en el cielo nocturno durante la Antigüedad clásica y la Edad Media. La primera observación registrada tuvo lugar en 150 CE, cuando Ptolomeo notó la presencia de cinco estrellas en Almagast eso parecía nebuloso en su libro. También notó una región de luminosidad entre las constelaciones de la Osa Mayor y Leo que no estaba asociada con ninguna estrella observable.
En su Libro de estrellas fijas, escrito en 964 CE, el astrónomo persa Abd al-Rahman al-Sufi hizo la primera observación de una nebulosa real. Según las observaciones de al-Sufi, "una pequeña nube" era evidente en una porción del cielo nocturno donde ahora se sabe que se encuentra la galaxia de Andrómeda. También catalogó otros objetos nebulosos, como el Omicron Velourum y el Clúster de Brocchi.
El 4 de julio de 1054, la supernova que creó la Nebulosa del Cangrejo (SN 1054,) fue visible para los astrónomos en la Tierra, y se han identificado observaciones registradas realizadas por astrónomos árabes y chinos. Si bien existe evidencia anecdótica de que otras civilizaciones vieron la supernova, no se han descubierto registros.
En el siglo XVII, las mejoras en los telescopios condujeron a las primeras observaciones confirmadas de nebulosas. Esto comenzó en 1610, cuando el astrónomo francés Nicolas-Claude Fabri de Peiresc realizó la primera observación registrada de la Nebulosa de Orión. En 1618, el astrónomo suizo Johann Baptist Cysat también observó la nebulosa; y en 1659, Christiaan Huygens realizó el primer estudio detallado de la misma.
En el siglo XVIII, el número de nebulosas observadas comenzó a aumentar y los astrónomos comenzaron a compilar listas. En 1715, Edmund Halley publicó una lista de seis nebulosas: M11, M13, M22, M31, M42 y el cúmulo globular Omega Centauri (NGC 5139), en su "Una cuenta de varias nebulosas o puntos lúcidos como las nubes, descubiertas recientemente entre las estrellas fijas con la ayuda del telescopio ".
En 1746, el astrónomo francés Jean-Philippe de Cheseaux compiló una lista de 20 nebulosas, incluidas ocho que no se conocían anteriormente. Entre 1751 y 53, Nicolas Louis de Lacaille catalogó 42 nebulosas del Cabo de Buena Esperanza, la mayoría de las cuales eran previamente desconocidas. Y en 1781, Charles Messier compiló su catálogo de 103 "nebulosas" (ahora llamadas objetos Messier), aunque algunas eran galaxias y cometas.
El número de nebulosas observadas y catalogadas se amplió enormemente gracias a los esfuerzos de William Herschel y su hermana, Caroline. En 1786, los dos publicaron su Catálogo de mil nebulosas y cúmulos de estrellas nuevos, que fue seguido en 1786 y 1802 por un segundo y tercer catálogo. En ese momento, Herschel creía que estas nebulosas eran simplemente grupos de estrellas sin resolver, una creencia que enmendaría en 1790 cuando observara una verdadera nebulosa que rodeaba una estrella distante.
A partir de 1864, el astrónomo inglés William Huggins comenzó a diferenciar las nebulosas en función de sus espectros. Aproximadamente un tercio de ellos tenía el espectro de emisión de un gas (es decir, nebulosas de emisión) mientras que el resto mostró un espectro continuo, consistente con una masa de estrellas (es decir, nebulosas planetarias).
En 1912, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher agregó la subcategoría de Nebulosas de reflexión después de observar cómo una nebulosa que rodeaba una estrella coincidía con los espectros del cúmulo abierto de las Pléyades. Para 1922, y como parte del "Gran Debate" sobre la naturaleza de las nebulosas espirales y el tamaño del universo, había quedado claro que muchas de las nebulosas observadas anteriormente eran de hecho galaxias espirales distantes.
En ese mismo año, Edwin Hubble anunció que casi todas las nebulosas están asociadas con las estrellas y que su iluminación proviene de la luz estelar. Desde ese momento, el número de nebulosas verdaderas (a diferencia de los cúmulos de estrellas y galaxias distantes) ha aumentado considerablemente, y su clasificación se ha perfeccionado gracias a las mejoras en el equipo de observación y la espectroscopia.
En resumen, las nebulosas no son solo los puntos de partida de la evolución estelar, sino que también pueden ser el punto final. Y entre todos los sistemas estelares que llenan nuestra galaxia y nuestro universo, seguramente se encontrarán nubes y masas nebulosas, ¡solo esperando dar a luz a la generación neta de estrellas!
Hemos escrito muchos artículos interesantes sobre las nebulosas aquí en la revista Space. Aquí hay uno sobre la Nebulosa del Cangrejo, la Nebulosa del Águila, la Nebulosa de Orión, la Nebulosa del Pelícano, la Nebulosa del Anillo y la Nebulosa del Rosetón.
Para obtener información sobre cómo nacen las estrellas y los planetas de las nebulosas, aquí está la teoría de las nebulosas, ¿Dónde nacen las estrellas? y ¿Cómo se formó el sistema solar?
También tenemos un catálogo completo de objetos Messier aquí en Space Magazine. Y para obtener más información, consulte estas páginas de la NASA: imagen de astronomía del día y el anillo sostiene una flor delicada
¿Ojos cansados? Deja que tus oídos te ayuden a aprender para variar. Aquí hay algunos episodios de Astronomy Cast que podrían adaptarse a su gusto: The Sun, Spots and All and Moons and the Drake Equation, Stars in the Void y Rings Around Stars.
