Nebulosa

Una nebulosa ( del latín « ^nube , niebla ^{»; pl. nebulae o nebulosas) [2] [3] [4] [5} ] es una parte luminiscente distintiva del ^{medio interestelar , que puede consistir en hidrógeno ionizado , neutro o} molecular y también polvo cósmico . Las nebulosas suelen ser regiones ^de formación estelar, como los Pilares de la Creación en la Nebulosa del Águila . En estas regiones, las formaciones de gas, polvo y otros materiales se «agrupan» para formar regiones más densas, que atraen más materia y finalmente se vuelven lo suficientemente densas como para formar estrellas . Se cree que el material restante forma planetas y otros objetos de sistemas planetarios .

La mayoría de las nebulosas son de gran tamaño; algunas tienen cientos de años luz de diámetro. Una nebulosa visible a simple vista desde la Tierra parecería más grande, pero no más brillante, vista de cerca. ^{[ 6 ]} La Nebulosa de Orión , la nebulosa más brillante del cielo y que ocupa un área dos veces mayor que el diámetro angular de la Luna llena , puede verse a simple vista, pero pasó desapercibida para los primeros astrónomos. ^{[ 7 ]} Aunque más densas que el espacio que las rodea, la mayoría de las nebulosas son mucho menos densas que cualquier vacío creado en la Tierra (10 ⁵ a 10 ⁷ moléculas por centímetro cúbico); una nube nebular del tamaño de la Tierra tendría una masa total de solo unos pocos kilogramos . El aire de la Tierra tiene una densidad de aproximadamente 10 ¹⁹ moléculas por centímetro cúbico; en contraste, las nebulosas más densas pueden tener densidades de 10 ⁴ moléculas por centímetro cúbico. Muchas nebulosas son visibles debido a la fluorescencia causada por estrellas calientes incrustadas, mientras que otras son tan difusas que solo pueden detectarse con largas exposiciones y filtros especiales. Algunas nebulosas están iluminadas de forma variable por estrellas variables T Tauri .

Originalmente, el término «nebulosa» se utilizaba para describir cualquier objeto astronómico difuso , incluidas las galaxias más allá de la Vía Láctea . La galaxia de Andrómeda , por ejemplo, se conocía como la Nebulosa de Andrómeda (y las galaxias espirales en general como «nebulosas espirales») antes de que Vesto Slipher , Edwin Hubble y otros confirmaran la verdadera naturaleza de las galaxias a principios del siglo XX . Edwin Hubble descubrió que la mayoría de las nebulosas están asociadas a estrellas e iluminadas por la luz estelar. También ayudó a clasificar las nebulosas según el tipo de espectro de luz que producían. ^{[ 8 ]}

Alrededor del año 150 d. C., Ptolomeo registró, en los libros VII-VIII de su Almagesto , cinco estrellas que parecían nebulosas. También observó una región de nebulosidad entre las constelaciones de la Osa Mayor y Leo que no estaba asociada con ninguna estrella . ^{[ 9 ]} La primera nebulosa verdadera, distinta de un cúmulo estelar , fue mencionada por el astrónomo musulmán persa Abd al-Rahman al-Sufi en su Libro de las Estrellas Fijas (964). ^{[ 10 ]} Observó "una pequeña nube" donde se encuentra la Galaxia de Andrómeda . ^{[ 11 ]} También catalogó el cúmulo estelar Ómicron Velorum como una "estrella nebulosa" y otros objetos nebulosos, como el Cúmulo de Brocchi . ^{[ 10 ]} Las supernovas que crearon la Nebulosa del Cangrejo , SN 1054 , fueron observadas por astrónomos árabes y chinos en 1054. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

En 1610, Nicolas-Claude Fabri de Peiresc descubrió la Nebulosa de Orión utilizando un telescopio. Esta nebulosa también fue observada por Johann Baptist Cysat en 1618. Sin embargo, el primer estudio detallado de la Nebulosa de Orión no fue realizado hasta 1659 por Christiaan Huygens , quien también creía ser el primero en descubrir esta nebulosidad. ^{[ 11 ]}

En 1715, Edmond Halley publicó una lista de seis nebulosas. ^{[ 14 ]} Este número aumentó constantemente durante el siglo, y Jean-Philippe de Cheseaux compiló una lista de 20 (incluidas ocho desconocidas hasta entonces) en 1746. De 1751 a 1753, Nicolas-Louis de Lacaille catalogó 42 nebulosas del Cabo de Buena Esperanza , la mayoría de las cuales eran desconocidas hasta entonces. Charles Messier compiló entonces un catálogo de 103 "nebulosas" (ahora llamadas objetos Messier , que incluían lo que ahora se sabe que son galaxias) hacia 1781; su interés era detectar cometas , y estos eran objetos que podrían confundirse con ellos. ^{[ 15 ]}

El número de nebulosas aumentó considerablemente gracias a los esfuerzos de William Herschel y su hermana, Caroline Herschel . Su Catálogo de mil nuevas nebulosas y cúmulos estelares ^{[ 16 ]} se publicó en 1786. Un segundo catálogo de mil se publicó en 1789, y el tercer y último catálogo de 510 apareció en 1802. Durante gran parte de su trabajo, William Herschel creyó que estas nebulosas eran simplemente cúmulos estelares no resueltos. Sin embargo, en 1790 descubrió una estrella rodeada de nebulosidad y concluyó que se trataba de una verdadera nebulosidad y no de un cúmulo más distante. ^{[ 15 ]}

A partir de 1864, William Huggins examinó los espectros de unas 70 nebulosas. Descubrió que aproximadamente un tercio de ellas presentaban el espectro de emisión de un gas . El resto mostraba un espectro continuo y, por lo tanto, se creía que consistían en una masa de estrellas. ^{[ 17 ] [ 18 ]} En 1912 se añadió una tercera categoría cuando Vesto Slipher demostró que el espectro de la nebulosa que rodeaba a la estrella Merope coincidía con el espectro del cúmulo abierto de las Pléyades . Por lo tanto, la nebulosa irradia mediante la luz estelar reflejada. ^{[ 19 ]}

En 1923, tras el Gran Debate , quedó claro que muchas "nebulosas" eran en realidad galaxias muy alejadas de la Vía Láctea .

Slipher y Edwin Hubble continuaron recolectando espectros de muchas nebulosas diferentes, encontrando 29 que mostraban espectros de emisión y 33 que tenían espectros continuos de luz estelar. ^{[ 18 ]} En 1922, Hubble anunció que casi todas las nebulosas están asociadas con estrellas y que su iluminación proviene de la luz estelar. También descubrió que las nebulosas con espectro de emisión están casi siempre asociadas con estrellas con clasificaciones espectrales B o más calientes (incluidas todas las estrellas de secuencia principal de tipo O ), mientras que las nebulosas con espectros continuos aparecen con estrellas más frías. ^{[ 20 ]} Tanto Hubble como Henry Norris Russell concluyeron que las nebulosas que rodean a las estrellas más calientes se transforman de alguna manera. ^{[ 18 ]}

Existen diversos mecanismos de formación para los distintos tipos de nebulosas. Algunas se forman a partir de gas presente en el medio interestelar, mientras que otras son producidas por las estrellas. Un ejemplo del primer caso son las nubes moleculares gigantes , la fase más fría y densa del gas interestelar, que se forman por el enfriamiento y la condensación de gas más difuso. Un ejemplo del segundo caso son las nebulosas planetarias, formadas a partir de material expulsado por una estrella en las últimas etapas de su evolución estelar .

Las regiones de formación estelar son un tipo de nebulosa de emisión asociada a nubes moleculares gigantes. Estas se forman cuando una nube molecular colapsa bajo su propio peso, produciendo estrellas. En el centro pueden formarse estrellas masivas, cuya radiación ultravioleta ioniza el gas circundante, haciéndolo visible en longitudes de onda ópticas . La región de hidrógeno ionizado que rodea a las estrellas masivas se conoce como región H II, mientras que las capas de hidrógeno neutro que rodean la región H II se conocen como región de fotodisociación . Ejemplos de regiones de formación estelar son la Nebulosa de Orión , la Nebulosa Roseta y la Nebulosa Omega . La retroalimentación de la formación estelar, en forma de explosiones de supernovas de estrellas masivas, vientos estelares o radiación ultravioleta de estrellas masivas, o flujos de salida de estrellas de baja masa, puede perturbar la nube, destruyendo la nebulosa después de varios millones de años.

Otras nebulosas se forman como resultado de explosiones de supernovas ; la agonía de estrellas masivas y de corta vida. Los materiales expulsados ​​por la explosión de la supernova se ionizan por la energía y el objeto compacto que produce su núcleo. Uno de los mejores ejemplos de esto es la Nebulosa del Cangrejo , en Tauro . El evento de supernova se registró en el año 1054 y se denomina SN 1054. El objeto compacto que se creó después de la explosión se encuentra en el centro de la Nebulosa del Cangrejo y su núcleo es ahora una estrella de neutrones .

Otras nebulosas se forman como nebulosas planetarias . Esta es la etapa final de la vida de una estrella de baja masa, como el Sol de la Tierra. Las estrellas con una masa de hasta 8-10 masas solares evolucionan a gigantes rojas y pierden lentamente sus capas exteriores durante las pulsaciones en sus atmósferas. Cuando una estrella ha perdido suficiente material, su temperatura aumenta y la radiación ultravioleta que emite puede ionizar la nebulosa circundante que ha expulsado. El Sol producirá una nebulosa planetaria y su núcleo permanecerá en forma de enana blanca .

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  La Nebulosa Omega , un ejemplo de nebulosa de emisión.
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  La Nebulosa Cabeza de Caballo , un ejemplo de nebulosa oscura .
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  La Nebulosa del Ojo de Gato , un ejemplo de nebulosa planetaria .
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  La Nebulosa del Rectángulo Rojo , un ejemplo de nebulosa protoplanetaria .
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  SNR B0509-67.5 , un ejemplo de remanente de supernova.

Nebulosas de flujo

Las nebulosas de flujo integrado (IFN, por sus siglas en inglés) son un fenómeno astronómico identificado relativamente hace poco tiempo (2004). A diferencia de las nebulosas gaseosas típicas y bien conocidas que se encuentran en el plano de la Vía Láctea , las IFN se ubican más allá del cuerpo principal de la galaxia.

El término fue acuñado por Steve Mandel , quien las definió como «nebulosas de alta latitud galáctica que no están iluminadas por una sola estrella (como la mayoría de las nebulosas en el plano de la galaxia ), sino por la energía del flujo integrado de todas las estrellas de la Vía Láctea. Como resultado, estas nebulosas son increíblemente tenues, requiriendo horas de exposición para ser capturadas. Estas nubes de nebulosas, un componente importante del medio interestelar, están compuestas de partículas de polvo, hidrógeno, monóxido de carbono y otros elementos». ^{[ 21 ]} Son particularmente prominentes en dirección a los polos celestes norte y sur . La vasta nebulosa cercana al polo celeste sur es MW9, comúnmente conocida como la Serpiente Celeste del Sur. ^{[ 22 ]}

Nebulosas difusas

La mayoría de las nebulosas pueden describirse como nebulosas difusas, lo que significa que son extensas y no contienen límites bien definidos. ^{[ 23 ]} Las nebulosas difusas pueden dividirse en nebulosas de emisión , nebulosas de reflexión y nebulosas oscuras .

Las nebulosas de luz visible se pueden dividir en nebulosas de emisión, que emiten radiación de línea espectral de gas excitado o ionizado (principalmente hidrógeno ionizado ); ^{[ 24 ]} a menudo se las llama regiones H II , (H II se refiere al hidrógeno ionizado), y nebulosas de reflexión que son visibles principalmente debido a la luz que reflejan.

Las nebulosas de reflexión en sí mismas no emiten cantidades significativas de luz visible, pero están cerca de las estrellas y reflejan la luz de ellas. ^{[ 24 ]} Nebulosas similares que no están iluminadas por estrellas no presentan radiación visible, pero pueden detectarse como nubes opacas que bloquean la luz de los objetos luminosos que se encuentran detrás de ellas; se denominan nebulosas oscuras . ^{[ 24 ]}

Aunque estas nebulosas tienen diferente visibilidad en longitudes de onda ópticas, todas son fuentes brillantes de emisión infrarroja , principalmente debido al polvo dentro de las nebulosas. ^{[ 24 ]}

Nebulosas planetarias

Las nebulosas planetarias son los remanentes de las etapas finales de la evolución estelar de estrellas de masa intermedia (con tamaños que varían entre 0,5 y ~8 masas solares). Las estrellas evolucionadas de la rama gigante asintótica expulsan sus capas exteriores hacia afuera debido a fuertes vientos estelares, formando así envolturas gaseosas y dejando atrás el núcleo estelar en forma de enana blanca . ^{[ 24 ]} 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 . ^{[ 24 ]} Son regiones H II , porque principalmente el hidrógeno está ionizado, pero las nebulosas planetarias son más densas y compactas que las nebulosas que se encuentran en las regiones de formación estelar. ^{[ 24 ]}

Las nebulosas planetarias recibieron su propio nombre de los primeros observadores astronómicos, quienes inicialmente no pudieron distinguirlas de los planetas, que les resultaban de mayor interés. Se estima que el Sol generará una nebulosa planetaria aproximadamente 12  mil millones de años después de su formación. ^{[ 25 ]}

Nebulosas protoplanetarias

Una nebulosa protoplanetaria o preplanetaria ^{[ 26 ]} (PPN, plural PPNe) es un objeto astronómico que se encuentra en el breve episodio de la rápida evolución de una estrella entre la fase de la rama asintótica gigante tardía (LAGB) ^[a] y la posterior fase de nebulosa planetaria (PN). Una PPN emite fuertemente radiación infrarroja y es un tipo de nebulosa de reflexión . Es la penúltima fase de evolución de alta luminosidad en el ciclo de vida de las estrellas de masa intermedia (1–8 _M☉ ) . ^{[ 27 ] : 469}

restos de supernova

Una supernova ocurre cuando una estrella de gran masa llega al final de su vida. Cuando la fusión nuclear en el núcleo de la estrella se detiene, la estrella colapsa. El gas que cae hacia adentro rebota o se calienta tan fuertemente que se expande hacia afuera desde el núcleo, lo que provoca que la estrella explote. ^{[ 24 ]} La capa de gas en expansión forma un remanente de supernova , una nebulosa difusa especial . ^{[ 24 ]} Aunque gran parte de la emisión óptica y de rayos X de los remanentes de supernova se origina en gas ionizado, una gran cantidad de la emisión de radio es una forma de emisión no térmica llamada emisión de sincrotrón . ^{[ 24 ]} Esta emisión se origina en electrones de alta velocidad que oscilan dentro de campos magnéticos .

• región HI
• Región H II
• Lista de las nebulosas más grandes
• Lista de nebulosas difusas
• Listas de nebulosas
• Nube molecular
• Nubes de Magallanes
• objeto Messier
• Hipótesis nebular
• complejo de nubes moleculares de Orión
• Cronología del conocimiento sobre el medio interestelar e intergaláctico

• Nebulosas , páginas de SEDS Messier
• Fusedweb.pppl.gov
• Imágenes históricas de nebulosas. Archivadas el 28 de junio de 2022 en la Wayback Machine , biblioteca digital del Observatorio de París.