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Nebulosas planetarias

Publicado el 20 marzo, 2012 por bitacoradegalileo

Definitivamente, el Universo no es como propuso Aristteles. El mundo inmutable, geodsico y geocntrico, compuesto por esferas, en el que nada cambia y todo es perfecto para siempre, es una quimera. El advenimiento de las ideas de Nicols Coprnico, muchos siglos despus, inaugur una poca de luces en el conocimiento astronmico que abri la va hacia la mejor comprensin de los procesos que tienen lugar ms all de la estratosfera de nuestro planeta. La mano del Diablo en la pacfica variabilidad de Algol dej de intervenir y los hombres supieron que todo lo que all hay est en un continuo proceso de transformacin y evolucin, que hace a cada instante distinto al anterior.

Hay que comprender, sin embargo, las razones por las que los sabios de la Antigedad adoptaron aquellas teoras. Los hombres miraban al cielo y vean transitar al Sol, la Luna y las estrellas en torno a ellos, estas ltimas todas a la vez, en la apariencia de estar sujetas firmemente a una esfera (el firmamento) sobre sus cabezas, y ya hicieron bastante con notar la presencia de algunos de estos astros, que denominaron errantes (planetes es la palabra en griego antiguo), que s variaban su posicin con respecto a los dems.

Pero el aspecto de los cielos era esencialmente igual en un da determinado del que haba ofrecido el da anterior, el ao anterior, el siglo anterior segn los escritos an ms antiguos, y por tanto nada cambia all arriba, pues es un mundo perfecto, en el que todas las formas son circulares ms all de la Luna, y con el centro en nuestra Tierra, que tambin, naturalmente, es una esfera.

En cambio, hoy sabemos que, si bien para uno de nosotros la vida de las estrellas es un proceso demasiado largo para observar en ellas ningn cambio, ocurre lo mismo que si usted se fija en las personas que transitan por cualquier lugar en un da cualquiera. Podr distinguir a nias y nios, jvenes, hombres y mujeres mayores y ancianos, en un reflejo de las fases que usted mismo ha de transitar en su evolucin. Tendr as oportunidad de aprender qu caracteriza a cada uno de esos estadios, cmo ser su existencia en cada uno de ellos, e inferir cul es el devenir general en la vida y muerte de las personas.

Observando a las estrellas ocurre algo parecido, pues los cientficos pueden determinar la edad que tienen y qu condiciones intervendrn en su futuro y desaparicin. Tambin, en muchos casos, su origen y nacimiento. Naturalmente nos falta mucho por aprender, y todava no somos capaces de predecir el momento exacto en que ocurre cada uno de estos cambios, pero s comprendemos en lneas generales cules son estos acontecimientos.

Nos ocuparemos aqu de uno de los ms interesantes sucesos que ocurre a las estrellas del tipo del Sol, y que es el que sufrir nuestra propia estrella: Su transformacin en Nebulosa Planetaria al final de sus das.

Es necesario y urgente, antes que nada, y para evitar confusiones al lector, aclarar una cuestin terminolgica, y es que estos astros, a pesar de su nombre -que debemos a William Herschel-, no tienen absolutamente nada que ver con planetas ni nada que se les parezca. Lo que ocurri fue que a los astrnomos del siglo XVIII, que fueron los primeros en avistarlos, les pareci que se trataba de una masa gaseosa que envolva a planetas gigantes. Lo primero es cierto, pero no lo segundo, pues las nebulosas planetarias no tienen ninguna relacin con los planetas.

En esencia, una nebulosa planetaria es la masa de gas eyectada por una estrella que ha llegado al fin de sus das, y que al colapsar no ha tenido masa suficiente para explotar en supernova pero s para lanzar al espacio sus capas exteriores. Se oponen as, en cierta medida, a las nebulosas brillantes, donde tiene lugar el nacimiento de las nuevas estrellas.

Las estrellas muy masivas (ms de 8 veces la masa del Sol), crecen hasta convertirse en supergigantes rojas cuando acaba el combustible que les sirve como fuente de energa al transformar en helio el hidrgeno de su ncleo. Despus, la estrella se aplastar sobre s misma y la presin que ejerce su enorme masa sobre el ncleo har que explote en el conocido fenmeno de las supernovas. Luego, durante un tiempo, mostrar una nebulosa como resto o remanente (M1, la Nebulosa del Cangrejo, es el ejemplo ms famoso), tras lo cual se origina un agujero negro o una estrella de neutrones. Todo esto, tras una existencia vertiginosa que no suele superar los 20 millones de aos.

En cambio, las estrellas menos masivas, del tipo medio como el Sol, que son la mayora, suelen vivir una existencia ms pausada, hasta alcanzar los 10 mil millones de aos. Cuando se acaba el combustible de su ncleo, ste se contrae al cesar la radiacin y se calienta y con ello se acelera la fusin del hidrgeno en las capas exteriores, inicindose as la fase de transformacin en gigante roja.

Pero esta vez su masa no es suficiente para provocar la explosin en el centro de la estrella, sino que expulsa al espacio gases y plasma, como consecuencia de los vientos estelares, entre otros factores, quedando en su centro un ncleo muy caliente. Se ha transformado en una enana blanca, cubierta por una nebulosa planetaria que terminar por diluirse hasta desaparecer por completo, mientras la estrella se va apagando para convertirse en una enana negra.

Los gases y el plasma que constituyen la nebulosa planetaria, compuestos por elementos pesados, han sido expulsados de la estrella con velocidades del orden de una veintena de kilmetros por segundo, cuando menos, y se expandirn durante unos 10.000 aos (un suspiro a escala cosmolgica), por trmino medio, al cabo de los cuales la nebulosa ya no ser perceptible. sta es la razn de que existan tan pocos astros de este tipo, an siendo el fenmeno ms frecuente, al serlo tambin el tipo de estrellas que los provocan.

Conocemos actualmente del orden de 3.000 nebulosas planetarias, que es una nfima parte de las que se han originado como consecuencia de la muerte de estas estrellas, debido precisamente a esta vertiginosa expansin. En la fase en que an son visibles suelen tener un tamao aproximado de 1 ao-luz, as es que el Sol, cuando sufra el proceso, engullir a todo el Sistema Solar, y ste desaparecer en el interior de la nebulosa. Dependiendo de la masa de la estrella, y parece ser que tambin de su posicin relativa con respecto al plano galctico, la nebulosa adoptar diversas formas, que han sido objeto de sistematizacin para clasificarlas en esfricas, elpticas y bipolares, aunque algunas presentan un aspecto tremendamente irregular.

En esta variedad de formas influyen algunos aspectos que moldean los vientos estelares, como campos magnticos en la propia estrella, pues muchas de ellas poseen altas velocidades de rotacin, as como la incidencia de los posibles sistemas planetarios existentes antes de la formacin de la nebulosa. Una eventualidad importante ser la presencia de compaeras en la estrella moribunda en sistemas dobles, pues parecen tener gran importancia en la formacin de las nebulosas bipolares.

Para la observacin amateur (en el mapa, M57, la Nebulosa del Anillo en la Constelacin de Lyra), suelen aparecer al ocular como si fueran estrellas desenfocadas cuando se usan binoculares, y con telescopios a partir de 4 y ms pulgadas empiezan a distinguirse algunos detalles, sobre todo en las ms extensas y brillantes, pero se necesitan cielos verdaderamente oscuros.

sta es la Nebulosa Dumbbell (la mancuerna, la pesa, el badajo de la campana y tambin la manzana) o M27, pues fue incluida con ese nmero en el Catlogo Messier, y es el primer objeto de esta naturaleza en ser descubierto. Se localiza a algo ms de 1000 aos-luz de distancia en direccin a la Constelacin de Vulpecula (La Zorra), y es una de las nebulosas planetarias ms grandes y brillantes, con una magnitud visual de +7.4. En cambio, su estrella central es de decimotercera magnitud. En el New General Catalogue figura como NGC 6853.

M57 o NGC 6720, conocida como Nebulosa del Anillo, es quizs la ms famosa de todas las nebulosas planetarias y es considerada el prototipo de estos astros. Es una de las vedettes de los cielos veraniegos del norte, pues su brillo es notable y tambin su extensin. Dista de nosotros unos 2300 aos-luz y hay que buscarla en direccin de la Constelacin de Lyra, a medio camino entre las estrellas Sulafat (Beta Lyrae) y Sheliak (Gamma Lyrae). Su estrella central es una tpica enana blanca extremadamente caliente, unos 120.000 grados Kelvin, pero no brilla ms all de la decimoquinta magnitud. No hay que confundirla con NGC 3132, conocida como El Anillo del Sur, que vemos en la imagen de la derecha, y que se localiza en la constelacin austral de Vela. M57 tambin fue incluida por Charles Messier en su famoso catlogo, junto con la anterior, M76 (la Pequea Dumbbell en la Constelacin de Perseo) y M97 (la Nebulosa del Bho, en la Osa Mayor), que son las cuatro nebulosas planetarias del Catlogo Messier.

A continuacin, me he permitido hacer una pequea seleccin de algunos otros de estos interesantes objetos, que han de resultar cuando menos sorprendentes para aquellas personas que se acerquen a ellos por vez primera. Se los presento y hago una breve resea de cada uno. Claro que la seleccin podra haber sido otra…

La Nebulosa de la Hormiga es una sorprendente nebulosa bipolar situada en la Constelacin de Norma, 52 al sur del ecuador celeste, y por eso no se ve desde Europa. Parece que el intenso campo magntico de la estrella central, debido a su rotacin, despide vientos de hasta 1.000 kilmetros por segundo provocando hasta cuatro flujos de material eyectado. Dista unos 3000 aos-luz de nosotros.

NGC 2392 ha recibido indistintamente los nombres de Nebulosa del Esquimal y Nebulosa Cara de Payaso. Situada en la Constelacin de Gminis, a una incierta distancia entre 3000 y 5000 aos-luz de la Tierra, fue descubierta por William Herschel y se compone de una doble estructura que le da un aspecto muy peculiar. La estrella central de dcima magnitud, muy caliente, es relativamente fcil de ver.

NGC 6302 est en la Constelacin de Escorpio, y se le conoce como Nebulosa de la Mariposa, y ms comnmente como Nebulosa del Insecto. Presenta una estructura bipolar primaria, pero tambin pueden observarse otros lbulos secundarios, posiblemente derivados de prdidas de masa anteriores de la estrella progenitora cuyos vientos superan los 600 kilmetros por segundo. Su distancia a nosotros ha sido estimada entre 3500 y 4000 aos-luz.

La Nebulosa de la Hlice es NGC 7293. Es un astro interesante en verdad, pues est originada por una estrella muy parecida a la nuestra, as es que estamos viendo cmo ser nuestro futuro (es un decir) cuando al Sol le ocurra lo mismo. Pero tambin estamos contemplando el pasado, pues NGC 7293 se sita a la distancia de 600 aos-luz (incierta), as es que estamos viendo cmo era la nebulosa hacia principios del siglo XV. Esta distancia hace de ella una de las nebulosas planetarias ms prximas a nosotros, de manera que es tambin una de las mejor estudiadas. Ocupa en el cielo un tamao bastante considerable, casi la mitad del de la Luna llena, que con el halo que presenta se ampla hasta unos 28 minutos de arco, pero no es fcil observarla, precisamente porque ese tamao hace diluir su brillo. La perspectiva desde nuestra posicin hace que se parezca a una hlice aunque con una estructura compleja consistente en al menos dos discos gaseosos formados en distintos momentos. Ha sido tambin llamada El Ojo de Dios y se localiza en la Constelacin de Acuario.

Que empiece la fiesta!. Esta descomunal Rodaja de Limn (as se le llama) es IC 3568 y podra acompaar a muchos ccteles, pues la luz tarda en atravesarla unos dos meses y medio. Situada en la Constelacin de Camelopardalis (La Jirafa), muy cerca del Polo Norte celeste, dista de nosotros unos 9.000 aos-luz y fue considerada durante mucho tiempo la nebulosa planetaria esfrica perfecta, hasta que se descubrieron las estructuras radiales que muestra la fotografa del Telescopio Espacial Hubble. La temperatura superficial de la estrella progenitora es de unos 57.000 grados Kelvin.

La Nebulosa Ojo de Gato (NGC 6543) es en cierta forma el ojo del Sistema Solar. En efecto, se sita justo sobre el plano cenital de ste, en la direccin aproximada a la que apunta el eje de la Tierra en su Hemisferio Norte, en la Constelacin de Draco (El Dragn), por lo que no puede verse desde los cielos australes. Los grficos que vemos del Sistema Solar parecen dibujados desde NGC 6543). Es una compleja estructura descubierta por William Herschel, la primera nebulosa planetaria de la que se pudo obtener su espectro. La estrella progenitora es posiblemente doble, muy caliente, y ha eyectado diversos discos de material en momentos distintos. Aunque es de pequeo tamao, estos gases expulsados en su fase de gigante roja la proveen de un extenso halo. No obstante, aparece en el ocular como una estrella desenfocada cuando se observa en cielos muy oscuros y limpios.

Una estrella a la increble temperatura de medio milln de grados Kelvin, escoltada por una compaera formando un sistema binario, es la responsable de los vientos que han formado esta Nebulosa de la Araa Roja (NGC 6537), situada en la Constelacin de Sagitario a una distancia cercana a los 2.000 aos-luz de donde nos encontramos. Las ondas provocadas por las eyecciones que ha lanzado al espacio la enana blanca central, a la velocidad de varios miles de kilmetros por segundo, ha formado dos lbulos a ambos lados y as se ha obtenido esa inquietante estructura. Pulse sobre la imagen de arriba.

Esta Nebulosa Boomerang o Nebulosa de la Pajarita, en cambio, est en proceso de formacin, por lo que an es mejor clasificarla como protonebulosa planetaria, y es el extremo opuesto a la anterior, pues en ella se ha medido la menor temperatura del Universo fuera de un laboratorio, -272C, slo un grado por encima del cero absoluto, inferior incluso a la radiacin de fondo de microondas. La velocidad de expansin de los gases expulsados por la estrella central es de unos 164 kilmetros por segundo. Esta estrella es muy posiblemente binaria. Se llama tambin Nebulosa Bipolar del Centauro, pues se localiza en esa constelacin, y es, para m, una de las visiones ms elegantes del Universo (ya s qu pedirles a mis hijos por mi prximo cumpleaos).

y… esto qu es?!. Esta asombrosa Nebulosa Roja Cuadrada, perfectamente recta, se nos ofrece en la Constelacin de Serpens. Nadie sabe muy bien a qu se deben estos cuatro ngulos que exhibe la regin de la estrella MWC 922, aunque algunos astrnomos especulan con que podran tratarse de eyeccciones de forma cnica que, vistas desde nuestra perspectiva, de canto, resultan tan sorprendentes. En el centro podra haber no una estrella, sino un sistema de estrellas una de las cuales podra incluso explotar en supernova. Todo un reto para los investigadores. La imagen mostrada combina exposiciones infrarrojas del Telescopio Hale en Monte Palomar, California (EE.UU.), y del Telescopio Keck-2 en Mauna Kea, Hawaii (EE.UU.) y sirve para cerrar este artculo, que ojal haya resultado de su inters.

Cielos despejados y feliz observacin!

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