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El medio interestelar
El polvo interestelar
El gas interestelar
La formación de las estrellas
El nacimiento de las estrellas
Las estrellas T Tauri, objetos Herbig-Haro y región HII
La Galaxia
Los primeros estudios de la Vía Láctea
Las Cefeidas y el tamaño de la Vía Láctea
La Galaxia
El centro de la Galaxia
El gas interestelar
Si el polvo tiene un efecto más visible
que el gas, es este último que constituye el 99 por ciento de la masa del medio
interestelar. Según la temperatura y densidad, el gas, esencialmente de
hidrógeno, puede encontrarse bajo tres formas: átomos, iones o moléculas.
La nebulosa Cabeza de Caballo (Horsehead Nebula en inglés) o Barnard 33
(B33) es una nube de gas fría y oscura, situada a unos 1500 años luz de la
Tierra, al sur del extremo izquierdo del Cinturón de Orión. Forma parte del
Complejo de Nubes Moleculares de Orión y mide aproximadamente 3,5 años luz de
ancho. Esta nebulosa oscura es visible por contraste, ya que aparece por delante
de la nebulosa de emisión IC 434. Por su forma es la más familiar de las
nebulosas de absorción.
El color rojizo de la nebulosa de emisión se origina por la recombinación de los
electrones con los protones de los átomos de hidrógeno. La estrella más
brillante, situada a la izquierda de la nebulosa, es la popular Alnitak (ζ
Orionis) del Cinturón de Orión. La forma inusual de Cabeza de Caballo fue
descubierta por primera vez en una placa fotográfica a finales del siglo XIX por
Williamina Fleming, en el Observatorio del Harvard College. El primero en
incluir en un catálogo a la Nebulosa Cabeza de Caballo fue Edward Emerson
Barnard de la Familia Barnard, en 1919. Crédito:
Ken
Crawford
El hidrógeno atómico
Las regiones de temperatura y densidad medias están formadas de hidrógeno
atómico. Bajo esta forma, el gas no emite radiación visible, lo que complica su
estudio. Hizo falta esperar la llegada de la radioastronomía para poder observar
estas regiones y determinar sus propiedades. En efecto, el átomo de hidrógeno
presenta una emisión en el campo de radio a una longitud de onda de 21
centímetros. Esta radiación ha sido detectada por primera vez en 1951. Desde
entonces, permitió estudiar numerosas propiedades de las regiones de hidrógeno
atómico como su distribución, su temperatura, su densidad y su movimiento.
Dos tipos diferentes de regiones de hidrógeno atómico han sido puestos en
evidencia. Primero, nubes frías a cerca de -200 grados Celsius, llamadas regiones
HI. Estas nubes tienen una cincuentena de masas solares cada una y una densidad
del orden de varios átomos por centímetro cúbico. El segundo tipo es un medio
más caliente, a algunos millares de grados, pero menos denso, con menos de un
átomo por centímetro cúbico. Es en este medio que están inmersas las regiones
HI. A manera de comparación, la densidad del aire que respiramos es de un
trillón de moléculas por centímetro cúbico.
Las regiones ionizadas
El medio interestelar también contiene regiones donde el hidrógeno se encuentra
en forma de iones. Electrón y protón no están ya asociados en el seno de un
átomo, sino separados y libres. Estas regiones tienen una temperatura media de
10.000 grados.
Las regiones ionizadas sólo aparecen en entornos muy particulares, por ejemplo,
en la vecindad de estrellas masivas que emiten grandes cantidades de rayos
gamma. Otro entorno posible es el gas expulsado a enorme velocidad en una
explosión de una supernova.
Cuando este gas encuentra el medio interestelar, aparecen fuerzas de fricción
que calientan el gas y lo ionizan. Este proceso conduce a filamentos brillantes
que forman una espléndida capa en torno al resto de la estrella.
Condiciones todavía más extremas han sido reveladas por las misiones espaciales
de observación en las longitudes cortas de onda. Éstas pusieron en evidencia un
fondo de rayos X que provenía de todas las direcciones del cielo. Este fondo
difuso está vinculado con la presencia a nuestro alrededor de un gas muy
caliente, a más de un millón de grados, llamado gas coronal. Su origen está
probablemente vinculado a las explosiones de supernovas, ya que, durante tal
acontecimiento, aparece una burbuja de gas poco densa pero extremadamente
caliente que se extiende alrededor de la estrella.
Es probable que numerosas burbujas de este tipo existan en la cercanía del Sol, y
que la suma de su radiación es el origen del fondo difuso en rayos X. Las
misiones espaciales pusieron de relieve, en particular, la burbuja local, una
región de 300 años-luz de diámetro que contiene el Sol, y en la que la densidad
de gas es inferior a la media. Ciertos astrónomos piensan que esta burbuja está
vinculada a la explosión de una supernova próxima, cuyo púlsar "Geminga", una
fuente muy intensa de rayos gamma, es el residuo.
El hidrógeno molecular
La última forma bajo la cual la materia interestelar puede presentarse es una
nube molecular en la que los átomos se asociaron para formar moléculas. La
temperatura de estas nubes se sitúa en una decena de grados del cero absoluto, y
su densidad es del orden del millar de moléculas por centímetro cúbico.
Constituidas esencialmente por hidrógeno molecular (H2), estas nubes son
difíciles de observar. En efecto, el hidrógeno bajo forma de molécula no emite
radiación fácilmente detectable. Es necesario, pues, recurrir a otro constituyente
de estas nubes, el monóxido de carbono (CO), que emite una radiación a
longitudes de onda del orden del milímetro.
El estudio de las nubes moleculares comenzó a mediados de la década del setenta.
Reveló que la gran mayoría del hidrógeno molecular se encuentra en nubes
gigantescas, cuyo tamaño está comprendido entre 50 y 300 años-luz. Estas nubes
moleculares gigantes tienen una masa entre 100.000 y un millón de masas solares,
y hay alrededor de 5000 en nuestra galaxia.
Otras observaciones han revelado la presencia de cerca de una centena de
moléculas diferentes en estas nubes. Encontramos allí numerosas moléculas
orgánicas, en particular algunas que son esenciales para la vida. Las nubes
moleculares también contienen polvo. A causa de su densidad relativamente
elevada, estas nubes son opacas y aparecen, pues, en el cielo como zonas oscuras,
o sea, agujeros en la distribución de las estrellas. Un ejemplo bien conocido es la
nebulosa de la Cabeza de Caballo. |