El Club de Astronomía del CIMAT

Segunda reunión: Algunos objetos que pueblan nuestro universo

Fecha y lugar: Miercoles, Marzo 22, 2006, a las 8pm, en el salón de usos multiples, nivel H, CIMAT
En esta segunda sesión del club observamos y conocemos distintos tipos de objetos que pueblan el universo: Nebulosas (de emisión, reflexión, oscuras, planetarias, restos de supernova...), Cúmulos (globulares, abiertos), Galaxias (elípticas, espirales, espirales con barra, irregulares). O sea, en el cielo hay mucho más que estrellas, y muchas de las "estrellas" que creemos que vemos en el cielo en realidad no son estrellas, estrictamente hablando, sino algun otro tipo de objeto (nebulosa, cúmulos, ... etc).

¿Cómo se forman los objetos en el cielo?
El espacio no es un vacío como algunos creen. Grandes cantidades de hidrógeno y "polvo" se esparcen por el universo. La atracción gravitacional entre los átomos de este material lentamente los reune hasta formar grandes nubes de gas y polvo. Estas nubes son los sitios donde nacen las estrellas (M42). Conforme estas agrupaciones de polvo y gas crecen, hasta formar esferas, la presión gravitacional crece, el material se calienta (muy poco) y comienza a irradiar. A estos objetos, invisibles para nosotros, se les conoce como enanas cafés. Las enanas cafés han acumulado ya mucha masa y son demasiado densas para poder ser consideradas como planetas; sin embargo, son aún muy pequeñas para poder "encenderse" en estrellas. Las enanas cafes son las "protoestrellas", o el eslabón entre las nubes (de gas y polvo) y las estrellas.

Las nebulosas

Cuando una de estas protoestrellas comienza a brillar, su energía estimula la nube de gas (nebulosa) de la cual surgió y esta emite su propia luz difusa. Podemos observar muchas de estas nubes brillantes; les llamamos nebulosas de emisión (NGC 1980, M42, M43, M78, NGC 2244, NGC 2261). Si hay estrellas cercanas a una de estas nubes, pero sin pertenecer a ella, entonces la luz de la estrella puede reflejarse sobre la nube. A este tipo de nebulosa le llamamos de reflexión(NGC 1788, NGC 1973-75-77). Muchos ejemplos se conocen en que la nebulosa a una misma vez emite luz provocada por sus estrellas interiores y refleja la luz de estrellas vecinas (M42, M43, M78, NGC 2261).

Relacionadas con estas nebulosas brillantes están las nebulosas oscuras (B33). Las nebulosas oscuras son nubes de hidrógeno y polvo que no emiten ni reflejan la luz. Estas nubes oscuras no contienen estrellas en su interior que estimulen sus átomos de hidrógeno, como las nebulosas de emisión. Y aunque parecen estar rodeadas por millones de estrellas, en realidad estas manchas oscuras se encuentran muy lejos de cualquier estrella. Luego tampoco pueden reflejar la luz como las nebulosas de reflexión. Por algunos resquicios más delgados la luz logra pasar através, pero otras partes de la nebulosa son tan densas que tapan cualquier luz que se encuentre atrás de ella. Las vemos, simplemente porque aparecen como manchas oscuras que tapan la luz de objetos más lejanos a nosotros.

Una nebulosa planetaria (NGC 2392, NGC 2610, NGC 3242, NGC 2440, NGC 2452) no es un planeta, sino los restos de una estrella que ha expulsado grandes cantidades de material o ha explotado en una violenta erupción, como en una supernova (M1). La estrella queda envuelta en un velo de gas brillante que se expande conforme se aleja rápidamente de la estrella que lo originó. Esta cubierta puede aparecer como un halo alrededor de la estrella o puede ser una mancha irregular de gas luminoso en el lugar en el que la estrella alguna vez se vió. El nombre ``planetaria" fue dado por Herschel a estos objetos, pues muchos de ellos aparecen como un disco verdoso que recuerda, particularmente, a las imágenes de Urano a través de un telescopio.

Ninguna estrella nace sola: la nube que forma una estrella siempre es suficientemente grande para generar, por lo menos, docenas de estrellas del tamaño del Sol. El Sol parece solitario pues han pasado 5 mil millones de años desde su formación, así que ha tendio tiempo suficiente para alejarse de sus hermanas. Estrellas gigantes y supergigantes masivas, rara vez viven lo suficiente para escapar de su grupo natal. Qué tanto una estrella como el Sol permanece en su grupo original está directamente relacionado con que tan densamente poblado y masivo es dicho grupo: mientras menos masivo y concentrado sea un grupo estelar, menor será el tiempo que logre mantener su identidad en contra de la influencia desgarradora de la marea gravitacional de la galaxia. Luego no es de sorprender que, de los tipos principales de grupos de estrellas, los más poblados y densos de estrellas sean aquellos con las estrellas más viejas, y los tipos más esparcidos sean también los compuestos por estrellas muy jóvenes.

Los cúmulos

Los cúmulos globulares (M68, M3, M53, NGC 1851) contienen típicamente cientos de miles de estrellas en esferas cuyos diámetros abarcan 100 años luz -la estrella más cercana al Sol se encuentra a 4 años luz, y solamente una docena más se encuentran a menos de 10 años luz. Por ello, los cúmulos globulares son el tipo de grupo estelar más conspicuo y visualmente impresionante que hay -aunque, como aún el más cercano de ellos se encuentra a varios miles de años luz de distancia, requieren de un telescopio mediano para poder apreciarse. Nuestra galaxia contiene alrededor de 150 cúmulos globulares distribuidos, la gran mayoría, en una gran esfera de un par de cientos de años luz centrada en el mismo centro de nuestra galaxia.

A diferencia de los cúmulos globulares, cuya apariencia tiene una cierta uniformidad, los cúmulos abiertos (M35, M45, M44, M48, NGC 2264, M50, M47, M93, Melotte 71, M46, M41, NGC 2362) vienen en una gran variedad de tamaños, número de estrellas, concentraciones y texturas.

LLos cúmulos globulares se pueden encontrar en casi cualquier dirección en el cielo; sin embargo, de los más de mil cúmulos abiertos que se han catalogado en nuestra galaxia, solo un puñado pueden encotrarse más allá de 200-250 del ecuador galáctico.

Las galaxias

Las galaxias (NGC 3621, M83, M95, M96, M105, NGC 3521, M65, M66, M51, M81, M82) son agregados, gravitacionalmente unidos, de miles de millones de estrellas, normalmente acompañadas de nubes masivas de gas y polvo. La galaxia "nuestra" se llama la via lactea. Para nosotros, como observadores, representan el tipo más numeroso de objeto celeste (excluyendo, por supuesto, estrellas individuales); existen varios miles de galaxias más brillantes que magnitud 13 ( y por lo tanto visibles con un telescopio mediano). Sin embargo, las galaxias se encuentran extremadamente distantes - la galaxia más cercana, Andrómeda, está a 2 millones de años luz de nosotros- por lo que son muy tenues y muy pocas de ellas nos ofrecen mucho detalle cuando las vemos através de, aún, los telescopios más grandes.

LDesde luego, intrínsecamente, las galaxias ni son pequeñas ni débiles de luz. Las más brillantes son las supergigantes elípticas cuyas magnitudes totales están entre -23 y -24 -brillos que se acercan a 1012 Soles- y sus diámetros pasan los cientos de miles de años luz. Nuestra Vía Lactea tiene una magnitud absoluta de -20.5 y un diámetro de 150,000 años luz. En el otro extremo se encuentran las galaxias enanas esferoides, cuya magnitud total es de -9 (como un cúmulo globular promedio) y diámetros de unos pocos miles de años luz. Andrómeda es más grande y brillante que la Vía Lactea.

Las galaxias fueron clasificadas por Hubble en cuatro tipos básicos de acuerdo a su forma: elípticas (M105) , espirales (M83, M96, M65, M66, M51, M81, NGC 3521, NGC 3621) espirales con barra (M95), e irregulares (M82).

Los objetos que vamos a observar (PDF)

Bibliografía