Nebulosas: qué son, cómo se forman y qué tipos existen

En muchas ocasiones, habréis observado nebulosas, bien sea a través del telescopio o en imágenes de Internet o libros. Quizá os hayáis preguntado qué son exactamente o hayáis leído ‘nebulosa de emisión… de reflexión… planetaria’, y no hayáis podido diferenciarlas, o entender en qué consisten. Esta entrada es para vosotros, y para solucionar todas vuestras dudas.

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Pease 1 fue una de las primeras nebulosas planetarias descubiertas dentro de un cúmulo globular en la Vía Láctea. A día de hoy conocemos muchas de otras galaxias, invisibles al telescopio.

Una nebulosa, como su nombre indica, es una gran nube de gas (a veces ionizado) y polvo, extremadamente fría (el lugar más gélido del Universo es la Nebulosa Boomerang), en cuyo interior puede haber, también, estrellas, sistemas planetarios, glóbulos y/o pequeños cúmulos. Las nebulosas se encuentran dentro de la galaxia, generalmente en zonas ricas en polvo intergaláctico y gas, ya que provienen, casi todas, de sus estapas primigenias (ahora veremos excepciones); a pesar de que las veamos solas en el cielo, algunas pueden nacer dentro de cúmulos globulares, porque una estrella, de miles que lo conforman, muere y expulsa sus capas al exterior, aunque es un hecho extraordinario que sucede con Pease 1, dentro del gran cúmulo globular M15 (en imagen).

 

Existen múltiples tipos de nebulosas. Generalmente, sólo suelen explicarse los principales (de reflexión, de emisión, a veces oscuras…), pero hoy voy a explicaros todos ellos, sus características y sus diferencias para que, a partir de ahora, podáis contárselo a vuestros compañeros y coger un libro y entenderlo a la perfección. ¡Que comience el viaje!

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Nebulosa de La Laguna (o M8). Una de las nebulosas de emisión más conocidas.

Las primeras nebulosas sobre las que debo hablar son las nebulosas de emisión. Estas nebulosas son las que copan la mayoría de los libros y de las cuentas de imágenes. Las más grandes y vistosas, generalmente, para el público, algunas de ellas visibles a simple vista, como la Nebulosa de Orión (M42) o todo el carrusel de Sagitario y alrededores (Laguna, Omega, entre otras). Estas se caracterizan por tener luz propia, a secas. Por algo son las más brillantes. No necesitan que su polvo disperse la luz para poder brillar, ni que muera o explote ninguna estrella para lucir en el cielo. ¿Por qué brillan, entonces? Muy fácil. Las estrellas próximas a las nebulosas de emisión, emiten tal radiación y energía, que son capaces de excitar sus gases, de ‘robarles’ electrones, haciendo que, al terminar este proceso, según el tipo de gas que sea, se emita un destello lumínico de un color u otro. Generalmente, todas tienen colores similares de base porque las forman hidrógeno (por ello se llaman Regiones H II) y helio, los elementos más sencillos de la tabla periódica, y que primero se forman en el Universo. No obstante, no son los únicos que existen. ¿Puede brillar gracias a más de una estrella que la ilumine? Siempre y cuando su radiación sea suficiente, sí. Existen nebulosas de emisión que brillan gracias a una estrella única, pero existen otras que lo hacen gracias a varias de ellas, aunque siempre haya una que destaque sobre el resto.

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Nebulosa de Orión o M42. Luego veremos que es mucho más que una nebulosa, solamente, de emisión.

¿Por qué hemos mencionado las nebulosas de Sagitario, en el centro de la Vía Láctea? Como comentaba previamente, si tomáis el catálogo Messier (M) o el New General Catalogue (NGC), casi todas las nebulosas de emisión que podemos ver, se concentran, tanto en el hemisferio norte, como en el sur, en las inmediaciones del centro galáctico o de los grandes brazos y regiones galácticas. Por ejemplo, la Nebulosa de Orión está en una de las zonas más ricas en polvo y gas del brazo homónimo, Sagitario, también, es la mayor fuente de cúmulos y nebulosas. ¿A qué se debe? Pues se debe, precisamente, a que son las zonas donde hay mayor densidad estelar, de polvo, y de gas: los ingredientes necesarios para que una nebulosa exista y, además, pueda brillar. ¡Blanco y en botella! En zonas sin concentración estelar, sólo ricas en polvo, y muy poco gas, no veremos casi nebulosas de emisión, pero sí de otros tipos, como explicaré más tarde. Arriba os dejo una imagen de la Nebulosa de Orión, pero podría poner la Laguna, Omega, Tarántula ().

 

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La nebulosa que rodea a Rho Ophiuchi, el mejor ejemplo de nebulosa de reflexión.

El siguiente tipo de nebulosas que cabe explicar es el de reflexión. Mucha gente confunde, con razón, emisión con reflexión, puesto que, ambas, dependen de una estrella, pero no de la misma forma. Quedaos con esta regla: las nebulosas de emisión reciben energía suficiente de la estrella ‘foco’ (o estrellas foco) para que sus átomos se exciten y emitan luz. Las nebulosas de emisión no reciben energía suficiente para brillar por sí mismas o que sus átomos se exciten, pero sí la luz suficiente como para que puedan actuar de ‘espejo’ y reflejarla, para brillar. Por eso unas son de ‘emisión’ (emiten luz) y otras son de reflexión (no la emiten, pero la reflejan). Estas nebulosas suelen ser de toda gama de colores, destacando el azul (Nebulosa Cara de Bruja, en Orión) o, como en Rho Ophiuchi (también cerca del centro galáctico), de la cantidad de colores que veis arriba. ¿Por qué? Por la composición de las nubes de gas y polvo y la edad y color de las estrellas que la iluminen. En el caso de las Pléyades, es evidente por qué en las astrofotografías la vemos tan azul. Polvo similar rodea a nuestro Sistema Solar cual nube, que bien podría ser una de las Pléyades, pero no podemos detectarlo por lo grande y poco densa que es. Pero, si aguantáis hasta el final de la entrada, os daré una sorpresa.

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¿Cuántos habéis visto en directo las Pléyades? ¿Y cuántos su neblina? ¡Exacto!

Como cabe esperar, si las nebulosas de reflexión no pueden emitir brillo propio ni se nutren de la energía de las estrellas que las iluminan, sino que tan sólo utilizan sus débiles rayos para que actúen de espejo, de ‘lamparita’, su brillo será menor. Es por eso por lo que, pese a ser grandes, son tan poco brillantes en comparación con las de emisión que su brillo superficial (brillo por unidad de superficie) decae y nuestro ojo no puede detectarlas. Por ese motivo, jamás seremos capaces de observar la neblina que rodea al cúmulo M45 o ‘Las Pléyades’ (en imagen), o tampoco podremos observar la ‘Cara de la Bruja’, en Orión, siquiera sin usar un filtro para cielo profundo que realce los colores. No obstante, también son objeto de las portadas de todos los libros, porque tienen un arsenal de colores muy variado y precioso y son regiones decenas de veces mayores, en promedio, que todo nuestro Sistema Solar, desde el Sol hasta donde se acaba su campo gravitatorio.

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Premio para el (o la) que acierte qué hay tras la nebulosa ‘Saco de Carbón’.

Descendiendo en brillo y en visibilidad para el astrónomo, tanto amateur como aficionado, se sitúan las nebulosas oscuras o nebulosas de absorción. Estas nebulosas se caracterizan por NO tener una estrella que las ilumine o les confiera energía. No se rodean de estrellas, o su luz es insuficiente, siquiera, para iluminarlas; no son espejos, no son bombillas tampoco. ¿Qué son, entonces? Nubes muy, muy densas de polvo -también gas, generalmente en menor medida-, que absorben la escasa luz que les llega, si es que les llega. Son tan densas que no pueden reflejar ni una pizca de luz, y ocultan el fondo que hay tras ellas, por lo que también las leeréis en los libros como ‘nebulosas de absorción(su polvo absorbe toda la luz que les llega, por todos lados, y oculta todo cuanto se encuentre tras él).  Son, posiblemente, las más difíciles de observar al telescopio –pocas pueden cazarse en visual-, y, por su contraste (negro vs. cualquier otro color) tan llamativo, de las más sorpendentes para fotografiar. Recordemos que las nebulosas de emisión y reflexión NO tienen formas definidas. Las de absorción, sí. Tenemos, así, el ‘Saco de Carbón’, o la ‘Cabeza de Caballo’ (aquí podéis viajar en 3D por su seno) entre muchas otras. ¿Y dónde se encuentran? Pueden situarse en cualquier región de la galaxia, pues está repleta de polvo en casi cualquier lugar que analicemos, pero las más vistosas se hallan próximas a su centro. Son tan densas y oscuras, absorben tanta luz, que, en ocasiones, no podemos analizar las estrellas, galaxias, nebulosas, objetos de otra naturaleza… porque están ellas justo en medio. Infranqueables. ¿No os lo creéis? ¿Intentad decirme qué hay detrás de la nebulosa de arriba (Saco de Carbón)?

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M57 o Nebulosa del Anillo, la nebulosa planetaria por excelencia.

Casi terminando, tenemos las nebulosas planetarias. Para quien conozca mucho del tema o, al término de estos párrafos, quiera conocer todavía más e infiltrarse en ese mundo, le dejo una entrada más técnica que hice sobre ellas, y que fue un éxito en su momento, justo AQUÍ. Para quien no sepa mucho sobre ellas, haré un paréntesis. Hasta ahora, hemos visto nebulosas dentro de las cuales nacen estrellas, pero también puede suceder al revés: que las estrellas den luz a nebulosas. Que de una muerte estelar nazca una estrella, y no –como antes– de una nebulosa nazcan cúmulos estelares jóvenes.

¿Por qué se las llama planetarias? En un pasado, la calidad de los telescopios era tan deficiente, que se las confundía con planetas y es que, poseen una peculiaridad: al ser tan brillantes y pequeñas, el brillo superficial del que hablábamos antes (brillo/unidad de superficie) es tan alto que nuestro ojo sí es capaz de detectarlas tanto a ellas como a sus colores y, por ende, aparecen como bolas pequeñas y coloridas a través del ocular que los astrónomos llamaron ‘nebulosas planeta(rias)’. Más tarde se supo que su origen era el de una estrella moribunda de pequeño tamaño que expulsaba progresivamente sus capas a gran velocidad y a tal temperatura que las excitaba (como las de emisión), y les daba brillo, sólo que, en este caso, la estrella central no ilumina a nadie con su luz, sino que se desembaraza de sus capas para dar lugar al brillo. Tanto es así que la nebulosa puede ser de magnitud 6, 7, 8… (relativamente fulgurante), pero las estrellas centrales suelen ser estrellas enanas que, en muchos casos, sólo se ven con instrumentos gigantes o, literalmente, ni se ven. Por tanto, podemos decir que es el análogo a una nebulosa de emisión porque una estrella ioniza gases por su gran temperatura y radiación para hacerla brillar, pero la consideramos ‘aparte’ porque una no nace a partir de ningún objeto estelar, simplemente es gas y polvo preexistente, y la otra (la planetaria) lo hace a partir de las capas de una estrella muerta.

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Nebulosas planetarias y sus tamaños. ¿Sorprendentes, verdad?

Al ser las estrellas muy pequeñas (nuestro Sol es una enana amarilla, y morirá así también, como veis en imagen), sus capas, por mucho que se expandan a lo largo del espacio, no podrán ser muy grandes, de una parte tan sólo del espesor de la estrella que muere. Por tanto, son las más pequeñas que podemos observar y, algunas, tienen un radio menor que el de nuestro Sistema Solar. Otras, son muy simples, como la Nebulosa Rodaja de Limón, y otras tienen una simetría preciosa, como la Nebulosa Dumbell o ‘De la haltera’, por su forma de pesa de gimnasio. También las hay inquietantes, como la ‘Nebulosa parpadeante’, que se desvanece al observarla por el telescopio, o engañosas, como la ‘Nebulosa del Anillo’ -o M57-, que parece un anillo, pero, realmente, es un barril visto desde frente, tal y como podemos ver en ESTE vídeo.

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Nebulosa del Velo. Para mí, de las más bellas del firmamento.

Ya casi terminando, tenemos un último tipo como tal –el último que veremos, es realmente un grupo intermedio, de menor relevancia, que crean algunos astrónomos y astrofísicos para entender el comportamiento de los materiales de las nebulosas-, que es el de las nebulosas remanentes de supernova. No son nebulosas ni de emisión, ni de reflexión, ni de absorción, ni planetarias. ¿Qué son, pues? Los remanentes de supernova son los resultados de una enorme explosión, de las mayores que pueden darse en el Universo, como su nombre indica ‘lo que queda de una supernova‘. Una estrella muy masiva (de las que no abundan, quizá 1 entre 30), llega al final de su vida, cuando consume tantos elementos (hidrógeno, helio, oxígeno…), que llega al hierro, generalmente. Éste, posee una particularidad, y es que no es especialmente estable, ni atómica ni térmicamente hablando, por lo cual todas las capas de la estrella colapsan, podríamos decir que ‘se desmoronan’ y la estrella explota violentamente en una onda expansiva que arroja sus capas gaseosas a velocidades exorbitadas hacia esta dirección. Ejemplos perfectos: la Nebulosa del Velo, o la Nebulosa del Cangrejo (M1).

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La Nebulosa del Cangrejo tan sólo lleva unos siglos en el firmamento.

En ese momento, la estrella, a la que llamamos supernova, se hace visible a simple vista, brilla más que Venus, a veces, incluso, que la propia Luna, en plena luz del día, hasta que, meses después, desaparece del firmamento y, años después, sólo la radioastronomía puede permitirnos localizarlas. ¿Por qué? Pues, precisamente, porque los destinos de estas estrellas, que colapsan, como he dicho, son convertirse en objetos muy densos; la masa que antes ocupaba millones de kilómetros de diámetro, al haber colapsado todas las capas materiales de la estrella, no es más que una ‘pelota’ de unos pocos kilómetros repleta de partículas subatómicas muy pesadas. Toneladas y toneladas en millones de veces menos espacio, rozando el límite de convertirse en un agujero negro. O también pueden hacerlo, convertirse en agujeros negros: objetos con tal masa en tan poco espacio que ni la luz, siquiera, pueda escapar de ellos. ¿Cómo los detectamos? Los agujeros negros emiten un destello cada vez que tienen a bien engullir un objeto; como si detectásemos los ‘eructos’ tras un gran banquete, al igual que las estrellas de neutrones, generalmente a una velocidad de 0.25·c (25% de la velocidad de la luz) emiten pulsos de luz, grandes ‘chorros’ electromagnéticos que manan de la estrella a la par que gira. Son considerados los ‘faros’ del Universo y, en remanentes muy famosos, como la Nebulosa del Cangrejo o ‘Messier 1’, pueden rotar miles de veces por segundo. Esta supernova, por ejemplo, explotó hace pocos siglos, por lo que podemos ver aquí lo rápido que se han expandido sus capas esta última década.

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El Cúmulo Trapecio, visible con telescopios medianos, es otra más de las regiones de la grandísima Nube de Orión.

Finalmente, quiero hablar, aunque casi de forma testimonial, de que existe el ‘tipo mixto’ o de emisión-reflexión. Es decir, tan grandes que una región las excita una estrella próxima y, la más distante, queda iluminada por la luz –que no permite excitar los gases de la nebulosa– de otra estrella diferente. Esto sucede con las estrellas del Cúmulo del Trapecio, en la Nebulosa de Orión. Esta clasificación es confusa porque no siempre se puede saber hasta qué punto una nebulosa es estrictamente de emisión o de reflexión o qué fuentes de luz tiene, por lo que se usa en objetos muy grandes, estudiados y delimitados, como el citado. En cuanto a otros términos, como el de nebulosa protoplanetaria, los tenéis AQUÍ muy bien explicados, que no es más que la fase previa a la de nebulosa planetaria.

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Aquí tenéis la sorpresa que os prometí: la de ver toda la ‘neblina’ interestelar que nos rodea, y nuestra posición en la galaxia. Como véis, los objetos que nos rodean están más cerca de lo que creemos y, las nebulosas, están dentro de las galaxias y/o sus cúmulos. ¿No localizáis el Sol? Ampliad la imagen, que es gigante, y buscad un poquito abajo, a la derecha, del centro galáctico.

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Glóbulo de Bok, en Carina.

Apunte I: posiblemente hayas oído hablar de las ‘cunas estelares’. No son, sino, regiones en las nebulosas llenas de polvo y gas a partir de las cuales se forman los planetas y las estrellas, respectivamente. En cada una de ellas, algunas denominadas ‘glóbulos de Bok’, se forman Sistemas Solares como el nuestro. Cuando las observamos, quizá estemos observándonos restrospectivamente, hace unos 4500 millones de años. Por eso decimos que una diferencia entre las nebulosas planetarias y los remanentes de supernova, y cualquier otra, es que la planetaria y el remanente nacen a partir de la muerte de su ‘estrella madre’ y, el resto, PUEDE -no necesariamente lo hace- dar luz a nuevas estrellas. Unas son cunas estelares y, las otras, el brillante epitafio de una estrella.

Apunte II: no de todos los glóbulos de Bok nacen estrellas. Algunos son sólo nubes de polvo, o un poco de gas, que no reúnen las condiciones suficientes para formar estrellas. En algunos lugares veréis que ‘son cunas estelares’. No siempre. Sólo basta con ver si alrededor de la nebulosa hay estrellas brillantes, azules, jóvenes, lozanas, o ninguna, en absoluto. Posiblemente, en ese caso, el glóbulo de Bok sea mero polvo. Por ejemplo, en la Nebulosa del Anillo (M57) los hay, y no es una cuna estelar como la Nebulosa de Orión (M42). Curiosamente, de nuevo, se cumple la regla: una es una estrella muerta, la otra una cuna de estrellas.

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La Galaxia M74, en Piscis, o ‘espiral perfecta’, para muchos.

Apunte III: NO existen nebulosas en cualquier galaxia. Por norma general, sólo en las espirales e irregulares, este primer caso, el de la Vía Láctea y su homóloga, M74 en Piscis. ¿Por qué no en otras? Porque las elípticas, simple y llanamente, no albergan procesos de formación y diferenciación estelar, no tienen brazos con material interestelar de gas y polvo que sirvan de ‘argamasa’ para construir nebulosas.

Apunte IV: SÍ pueden verse nebulosas de otras galaxias, pero sólo con ayuda de astrofotografías y telescopios gigantes. Por ejemplo, en la vecina galaxia de M74 podemos ver esas regiones con ‘nudos’ (cúmulos globulares, como podría ser Omega Centauri en nuestra galaxia) y regiones rojas, de hidrógeno ionizado, que podrían ser los equivalentes a nuestra Nebulosa Omega. ¿Y planetarias? También. Aunque son tan débiles que sólo los aparatos de radioastronomía, de ciertos países, que compilan catálogos de objetos hasta la magnitud 27, pueden detectarlas por su patrón lumínico. Es decir… todo lo que ves en el cielo, que no sea una galaxia, está en nuestra galaxia.

Espero que os haya gustado esta entrada (si es así, ¡compartid!). Si os habéis quedado con dudas, ganas de más apuntes, de que profundice en algún tema, etc., os animo a que me dejéis vuestra opinión y sugerencia en los comentarios, para futuros artículos. Asimismo, os recuerdo que podéis firmar el LIBRO DE VISITAS y seguir el blog en las redes sociales de Twitter y Facebook.

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