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NEBULOSA EMISIVA

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     ¿Qué es una nebulosa emisiva?
Nebulosas emisivas conocidas


¿Qué es una nebulosa emisiva?

Una nebulosa emisiva es una nube de gas, la cual radia luz. El gas en la nebulosa es calentado por la radiación ultravioleta desde las estrellas vecinas, la cual ioniza a sus átomos – esto significa que se libera de sus electrones. Los electrones liberados buscan energía de la radiación ultravioleta incidente. Si se llegara a una recombinación con los átomos ionizados, la energía sobrante se radia parcialmente en la forma de luz visible. Podemos localizar a una nebulosa emisiva incluso con radiotelescopios, puesto que los electrones libres en el gas también radian en las frecuencias de radio.

El componente principal del gas interestelar es el hidrógeno, el cual se ioniza fácilmente con la radiación ultravioleta. El hidrógeno así ionizado lo identificamos con el símbolo H II, por lo mismo es que semejante nebulosa le identificamos como región H II. La longitud de onda de la mayoría de la radiación del hidrógeno se mueve en la región roja del espectro, y por eso en las fotografías las nebulosas emisivas son rojas. El ojo es por supuesto más sensible a dos franjas verdes en el espectro del oxígeno y por ello en la observación visual se comporta como verde.

La coexistencia de estrellas y nubes de gases no es casual. Las estrellas calientes, las cuales radian luz ultravioleta, son usualmente jóvenes. Surgieron en un pasado no muy remoto de una nube de polvo y gas que las circunscribe. Como ejemplo podemos citar la conocida Gran Nebulosa en Orión, la cual circunscribe al grupo joven de estrellas Trapezium (“Trapecio”) y en la cual es observada una cantidad significativa de glóbulos (embriones de estrellas). Las nebulosas emisivas son muy ralas: cada gramo de materia esta disperso en algunos millones de kilómetros cúbicos.


Nebulosas emisivas conocidas

HourGlass (Reloj de Arena) MyCn18
Cuando una estrella parecida al Sol comienza a envejecer, se convierten en una gigante roja (mucho más grande que nuestro Sol) y deshecha sus capas exteriores, de las cuales se crea una nube alrededor de la estrella. La estrella entonces se vuelve muy caliente y crea alrededor de esa calentura una nube de gas. Esta nube radiante se le conoce como nebulosa planetaria.

Esta figura representa a una nebulosa planetaria, alejada 8000 años luz; la forma de MyCn18 recuerda la de un reloj de arena (la cual tiene de tres a cuatro años luz de largo y mide medio año luz a lo ancho). En la figura MyCn18 parece como un par de grandes círculos externos con uno más pequeño en el medio, pero los detalles finos nos dice algo extra. Una forma inesperada en MyCn18 involucra una pareja de circunferencias que se intersecan en el medio, las cuales parecen como la frontera de una estructura más pequeña con la forma de un barril, y en las paredes del reloj de arena, una complicada figura de “grabados/surcos”. Estos grabados son probablemente los restos de una burbuja de gas, la cual fue expulsada de la estrella cuando era joven. La figura fue compuesta de tres figuras separadas, adquiridas en color rojo (la línea típica del nitrógeno), color verde (la línea típica del hidrógeno) y en color azul (la línea típica del oxígeno).

En concordancia con una teoría de creación de nebulosas planetarias, se encuentra la formación “reloj de arena” como resultado del crecimiento (quizá unos 5 millones de kilómetros por hora), del escape de materia estelar, durante la expansión lenta (alrededor de 80 000 Km. /hr.) de la nube, la cual es más densa alrededor de su línea ecuatorial que en los polos. Lamentablemente MyCn18, aun con la observación del Telescopio Espacial Hubble (o HST por sus siglas en inglés), esta teoría de alguna manera se desvía de la realidad. No se esperaba que el anillo claro en el medio fuera una banda densa del reloj de arena, en cambio que tendría más bien la estructura de un barril, enredado de otra manera que no fuera el de un reloj de arena. La estrella caliente, se pensó posteriormente, que expulsa e ilumina a la nebulosa, y por ello podría estar suspendida en el medio, esta clara fuera de este centro. Para explicar la estructura de MyCn18 sería útil pensar en una estrella acompañante, la cual no es visible y con ella están conectados efectos gravitacionales.

Hour Glass

Hour Eye (Ojo horario – parte central de la nebulosa MyCn18)
La simetría, mostrada en esta vista como parte central de la nebulosa, representa un rompecabezas. En primera, el eje del área interior no corresponde con el exterior. Además, la candente estrella (la mancha blanca a la izquierda desde el centro), la cual a través de la expulsión de esta nebulosa gaseosa se acerca a la fase de enana blanca, no esta precisamente en el centro del “ojo”. Este resultado inesperado obliga a los astrónomos a buscar los errores en las partes del proceso, las cuales crearon esta estructura bella y fuera de serie.

Nebulosa del Cangrejo (M1)
El remanente de una explosión de supernova en la constelación del Toro. La explosión fue observada en la China antigua en el año 1054. Existen registros en tablillas de arcilla. Al momento de la explosión brilló por algunos días e incluso durante el cielo diurno. Actualmente es una nebulosa con estructura filamentada, con un pulsar en el centro (estrella de neutrones rotante con un dipolo en su campo magnético).

Nebulosa del Águila (M16, estructura de columnas)
Las estrellas en embrión tienen origen en huevos interestelares. Estas imágenes del telescopio espacial Hubble (o HST por sus siglas en inglés) muestran estrellas recién nacidas, las cuales provienen de un gas denso y compacto en el vacío interestelar, llamados glóbulos gaseosos evaporantes (del inglés Evaporating Gaseous Globules - EGGs también significa en inglés huevos). El HST encontró relativamente suficientes “huevos” en la nebulosa del Águila (M16 – puesto que es el dieciseisavo objeto en el catálogo de Messier, cúmulo estelar abierto del tamaño de una nebulosa). Se trata de la zona de la constelación de la serpiente, a una distancia de 7 000 años luz, de la cual surgen estrellas.

Columnas de gas que brotan de la pared de una gigantesca nube de hidrógeno molecular, semejan estalagmitas creciendo del suelo de una gruta. Dentro de las torres de gas, las cuales tienen varios años luz de largo, se encuentra gas interestelar suficientemente denso, como para que se colapse bajo su propio peso, durante el curso de lo cual se crean estrellas jóvenes, las cuales siguen creciendo conforme acumulan más y más materia de sus alrededores. La inundación de rayos ultravioleta desde las todavía jóvenes y calientes estrellas, calientan el gas, el cual rodea la superficie de las columnas de gas, y lo fuerza hacia el espacio interestelar en un proceso llamado fotoevaporación. Imágenes del HST muestran fotoevaporación de gas desplazado, semejando un pendón fantasmal surgiendo de las columnas. No todo el gas de las nebulosas es empujado hacia fuera debido a la radiación UV. Los Huevos, los cuales son más densos que sus alrededores, permanecen aún después de que el gas de su alrededor ya no esta. Es así como si un viento aventara hacia fuera el polvo ligero y descubriese a las rocas pesadas, que hasta ese momento permanecían ocultas en el polvo. En M 16 por supuesto que la luz ultravioleta en lugar de rocas descubre huevos densos, parecidos a glóbulos de gas, los cuales rodean a estrellas que se están formando en el interior de estas gigantescas columnas de gas.

Algunos huevos semejan pequeñísimas y deleznables abombamientos en la superficie de las columnas. Otros estuvieron más ocultos y ahora semejan dedos gaseosos, emergiendo de la nube más grande. (Los dedos forman un gas, el cual antes de la fotoevaporación protegían o escudaban la pared de los huevos.) Otros huevos se encontraban completamente encapsulados entre las grandes columnas, y de las cuales salieron, y que ahora parecen lágrimas en el Cosmos. Este proceso se diferencia marcadamente del proceso que controla el tamaño de las estrellas, formándose en aislamiento. Algunos astrónomos creen que las estrellas, si se les deja a su propio destino, crecen hasta el punto en donde en su interior comienza a tener lugar la fusión nuclear. Una vez que esto ocurre, de las estrellas comienza a soplar un viento fuerte, el cual limpia el resto del material sobrante. El HST fotografió en detalle este proceso los así llamados, objetos Herbig-Haro [por los astrónomos George Howard Herbig y Guillermo Haro, de Estados Unidos y México, respectivamente, N. del T.]

M 42 en Orión
Las siguientes imágenes capturan a la Gran nebulosa en Orión. Es con mucho la más conocida de todas las nebulosas. De esta nebulosa, a través del mismo proceso que M 16, a la fecha se condensan nuevos embriones estelares.
 

En la siguiente imagen hay el grupo de estrellas jóvenes, el Trapecio, de nueva cuenta en la nebulosa M 42, donde a su alrededor también nacen otras estrellas. En la imagen estos glóbulos son bien evidentes.

M 8 Laguna y M 20 Trífida
La nebulosa Laguna, en la constelación de Sagitario, a una distancia de casi 5000 años luz, se puede observar incluso con telescopios más pequeños. Su brillantez total corresponde estelarmente a una magnitud aparente de 6 [la estrella más brillante que se puede ver con el ojo humano es = 1, N. del T. y 6 corresponde a las estrellas apenas perceptibles por el ojo humano]. En ella se puede también observar glóbulos oscuros como embriones de estrellas. La nebulosa Trífida la vemos en la primera imagen [la que tiene una división triple, de allí su nombre, N. del T.]. Se encuentra en la misma constelación, y su diámetro abarca 30 años luz y se encuentra a una distancia de más de 3000 años luz de la Tierra.

M 27 (Pesas) en la constelación Vulpecula (“la Zorra”)
Se trata de una nebulosa planetaria muy bonita, en la cual se puede observar una estructura simétrica causada tanto por un campo magnético, como por la rotación de una estrella central en rotación. Acerca de las nebulosas planetarias, así como de tipos especiales de nebulosas emisivas hablaremos con más detalle en el siguiente capítulo.

 

 
 
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Traducción: Arturo Ortiz Tapia, 2009