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Nubes entre las estrellas

El 28 de Agosto de  1758, Charles Messier estaba buscando al cometa Halley, cuya llegada se había predicho para ese año (por aquel entonces esto era solo una hipótesis científica no demostrada). Pero aunque sus cálculos estaban equivocados, descubrió una débil nebulosidad, como la producida por la cola de un cometa, en la constelación de Tauro. El problema era que la misma no se movía contra el fondo de estrellas sino que permanecía inmóvil. Se trataba de la nebulosa del Cangrejo, resto de la supernova de 1054, uno de los objetos más conocidos y estudiados del cielo y la primera entrada de su famoso catalogo de nebulosas.

La palabra "nebulosa" procede del latín nebula, nube, y se utiliza para denominar a las nubes de gas y polvo esparcidas por el espacio interestelar. Se han detectado en casi todas las galaxias, incluida la nuestra. De hecho, la luz emitida por un tipo especial de nebulosa se ha convertido en una importante herramienta para medir la distancia a galaxias lejanas. La mayor parte de las mismas carecen de luz propia: brillan con la  luz de las estrellas situadas en su interior o en sus inmediaciones. Suelen ser por tanto muy difíciles de apreciar a simple vista, si bien con el empleo de un telescopio adecuado (o mejor todavía, de la película fotográfica) se convierten en unos objetos de increíble belleza.

Dentro de la denominación genérica de nebulosa se incluye una amplia paleta de objetos celestes, que van desde las compactas nubes de gas y polvo en las que aún hoy continúan naciendo nuevas estrellas, a los restos que las mismas dejan atrás tras su colapso. Demos un repaso a los tipos más importantes de nebulosas con los que podemos encontrarnos.
 

Nebulosas de Emisión

Son las que tienen un color más brillante, debido al resplandor de las estrellas que arden en su interior. Estas estrellas calientan y excitan el gas ionizado y el polvo que las rodean, lo que le confiere a la nebulosa un espectro de emisión bastante típico. De hecho, se comportan de un modo muy semejante al de un tubo fluorescente, solo que utilizando hidrógeno en lugar de neón. Para disfrutar de toda su riqueza cromática es preciso el empleo de la fotografía de larga exposición. De este modo se aprecia perfectamente su característico color rojo vivo procedente de la radiación del gas de hidrógeno ionizado (H II). Suelen estar asociadas a estrellas muy calientes, de los tipos espectrales W, O y B0: la luz de la nebulosa se explica por los fenómenos de ionización y de excitación del gas por la luz ultravioleta emitida por estas estrellas. Su diámetro típico es de varias decenas de años luz.

La más famosa es la Gran Nebulosa de Orion (M42) situada en la constelación del mismo nombre. En una noche oscura puede observarse a simple vista como una mancha vaga, e incluso puede captarse desde una ciudad como una nube borrosa a través de unos simples prismáticos. Pero cuanto mejor sea el telescopio que utilicemos, tanto más espectacular y bella será la imagen que consigamos de la misma.
 

Nebulosas de Reflexión

Como su nombre indica, son aquellas que reflejan y dispersan el brillo de estrellas (normalmente de tipo B1, de temperatura moderada) situadas en sus inmediaciones. Bastante menos brillantes que las anteriores, el ejemplo más característico se encuentra en las Pléyades, donde la estrella Merope aparece rodeada por una hermosa aureola  propia de este tipo de nebulosa. Aunque invisible sin telescopio, en una noche clara se puede atisbar esta tenue nebulosidad azul utilizando un instrumento no demasiado potente. En efecto, la luz difusa procedente de estas nebulosas presenta un espectro característico, con líneas de absorción análogas a las de las estrellas de las que procede su brillo. También tienen un exceso de color azul originado por la difusión de la luz debida al polvo.
 

Nebulosas Oscuras


Son amalgamas de gas y polvo, sin estrellas cercanas que las iluminen, que ocultan otros elementos situados detrás. Corresponden a nubes absorbentes particularmente ricas en polvo interestelar, que bloquean completamente la luz que intenta atravesarlas. Generalmente suelen verse en contraste con las estrellas de la Vía Láctea o bien recortadas contra el gas brillante de otros tipos de nebulosas. Ejemplo del primer tipo es una región del cielo, cercana a la Cruz del Sur, de una negrura tan impenetrable que se la conoce bajo el nombre de Saco de Carbón. El segundo tipo tiene un magnífico representante en la nebulosa de la Cabeza de Caballo, situada en la constelación de Orion. Su nombre hace referencia al perfil que tiene la masa oscura recortandose delante de otra región nebular más brillante. Toda la franja oscura que se observa en el cielo cuando miramos el disco de nuestra galaxia es una sucesión de nebulosas oscuras.
 

Cuna de estrellas

Casi todos los tipos anteriores de nebulosas juegan el papel de matrices de estrellas. En efecto, dentro de una nube de materia de estas características, compuesta básicamente por hidrógeno y polvo interestelar, la gravedad va haciendo su efecto y el material de la nube se va colapsando. Como consecuencia del aumento de la presión, sube la temperatura. Solo es cuestión de tiempo que obtengamos una protoestrella, una masa de hidrógeno que genera cada vez más calor mientras se prepara para convertirse en estrella. Otro mecanismo detonante del proceso de formación estelar consiste en la aparición de una supernova cerca de una región de este tipo. Esta explosión genera un potente frente de choque que comprime el gas e inyecta elementos en la nebulosa facilitando por tanto la formación estelar.

Conforme la densidad y la temperatura de las protoestrellas se incrementan, aumenta también la posibilidad de que se inicien reacciones de fusión. Las estrellas T Tauri son estrellas variables que ya fusionan el hidrógeno, pero aún no han alcanzado la estabilidad entre la presión gravitatoria y la energética que caracteriza a las estrellas normales. Nuestro Sol comenzó su vida como una variable de este tipo. Por tanto, el estudio de las mismas nos da la oportunidad de conocer el aspecto del sistema solar en sus primeros estadios de evolución. Las variables T Tauri más cercanas se encuentran en la nebulosa de Tauro (de la que toman el nombre) y en la de Rho Ophiochus, ambas situadas a unos 460 años luz de la Tierra. Al estar rodeadas de polvo, no es fácil observar las estrellas jóvenes con luz visible, sea cual sea la potencia del telescopio utilizado. Pero resulta relativamente sencillo detectarlas en las longitudes de onda del infrarrojo, que son características de la emisión procedente de los granos de polvo calentados que las rodean.

Los objetos Herbig-Haro son pequeñas nebulosas muy brillantes que se encuentran dentro de densas nubes interestelares y son, probablemente, el producto de chorros de gas expelidos por estrellas en proceso de formación.

Nebulosas Planetarias

A las nebulosas planetarias se les llama así porque muchas tienen la forma de un planeta cuando se las observa por el telescopio. Sin embargo, no tienen nada que ver con los planetas, sino que corresponden a una fase bien definida de la evolución estelar. En efecto, cuando una estrella como nuestro Sol agota el hidrógeno de su núcleo, éste empieza a contraerse y a calentarse mientras las capas exteriores continúan quemando hidrógeno. En un momento dado, el proceso se estabiliza al iniciarse la fusión termonuclear del helio. Para entonces, el  diámetro de la estrella habrá crecido espectacularmente, se mostrará cien veces más brillante y se habrá vuelto naranja, e incluso roja. Es una gigante roja, como Arturo, en Boyero, o Aldebaran, situada en la constelación de Tauro.

El proceso continua, quemándose el helio del núcleo hasta que queda tan solo un residuo de carbono y oxigeno rodeado de capas externas de helio e hidrógeno en fusión termonuclear. En este proceso, las estrellas resplandecen, aumentan y enrojecen todavía más: cuando el Sol alcance esta fase, su tamaño posiblemente sobrepasará la órbita de la Tierra. Al alcanzar su máxima expansión, estas estrellas se vuelven inestables. Un ejemplo de esto lo tenemos en Mira, "la maravillosa", en la constelación de la Ballena, que permanece invisible durante 11 meses, para al cabo de este tiempo mostrarse como una de las estrellas más brillantes de su constelación.

En esta fase, las estrellas despiden materia a un ritmo muy intenso, del orden del triple de la masa de la Tierra en un año. El resultado es que al cabo de unas decenas de millones de años, de las estrella no quedará nada, salvo un núcleo denso y una enorme nube de gas. La estrella central genera un viento solar lo bastante intenso como para comprimir las capas exteriores, al tiempo que la radiación ultravioleta calienta e ilumina la envoltura formada: ha nacido una nebulosa planetaria.

No hay nebulosas de estas características discernibles a simple vista. Pero unos buenos prismáticos nos permitirán observar algunas, como la nebulosa Dumbbell (M27), que recuerda a un reloj de arena o a unas pesas, en la constelación de la Zorra. Otro famoso ejemplo de nebulosa planetaria es la nebulosa Anillo (M57) en Lira, que aparece como un anillo de humo difuminado.

Las nebulosas planetarias son brillantes, aunque pequeñas. Aumentan de tamaño a medida que envejecen, pero cuando la estrella central termina por obscurecerse, pierden brillo, aunque siguen creciendo. Una nebulosa antigua puede adquirir tal proporción que resulte difícil distinguirla sobre el fondo del firmamento. Un  buen ejemplo de esto nos lo proporciona Helix (NGC 7293). Se trata de la nebulosa planetaria más cercana a la Tierra. Situada apenas a 500 años luz, abarca una región del cielo que es casi la mitad del diámetro angular de la Luna llena.
 

Supernovas

Cuando una estrella supera una determinada masa, su muerte resulta muchísimo más violenta: es lo que se conoce como una explosión de supernova. Los materiales en colapso rebotan contra el núcleo central y producen una onda de choque que emerge impulsando las regiones periféricas de la estrella hacia el espacio. La energía liberada por este proceso calienta la envoltura de la estrella, que durante algunas semanas emitirá tanta luz como la galaxia entera. Las observaciones de supernovas viejas, como la de la Nebulosa del Cangrejo (M1), confirman la existencia de una estrella de neutrones rodeada por una nube de gas que aún hoy sigue expandiéndose por el espacio interestelar. Las nebulosas de este tipo son fuertes emisores de ondas de radio, como consecuencia de las explosiones que las formaron y los probables restos de púlsares en que se convirtieron las estrellas originarias. Otro famoso resto de supernova es el de Vela, resultante de una explosión ocurrida hace 10.000 años que debió de ser tan intensa como para poder ser contemplada a la luz del día.

Nebulosas en la ciencia ficción

Una nebulosa no parece el tipo de objeto celeste más adecuado para la literatura del genero. Pero aun así, han conseguido hacerse con un sitio en la ciencia ficción. Por ejemplo, su enorme belleza las hace especialmente interesantes como escenario para cualquier aventura interestelar. Así, en la película de la serie de Star Trek "Primer contacto", aparece una secuencia en la que el Enterprise navega cerca de una hermosa nebulosa de emisión bastante parecida a la Trífida, con sus hermosos colores rojos procedentes de la ionización del hidrógeno. En otra película de la serie, "La ira de Khan", buena parte de la acción tiene lugar dentro de una peculiar nebulosa, la Mutara Nebula, en la que dos naves espaciales juegan al escondite buscando cazarse la una a la otra... con sus sensores inutilizados por las radiaciones procedentes de la misma.

Otra novela en la que una nebulosa juega un papel destacado como escenario de la acción es "La paja en el ojo de Dios", de Niven y Pournelle. Esta obra, una excelente aproximación al problema del primer contacto con una raza alienígena, narra los pormenores del encuentro de la humanidad con los pajeños.... una raza que se ha desarrollado en la órbita de una estrella situada en el interior de la  nebulosa del Saco de Carbón, y cuya existencia se ha visto condicionada por este hecho. El dilema que se le plantea a la humanidad, entre permitir la salida a la galaxia de una raza potencialmente peligrosa o destruirla antes de que ese peligro pueda manifestarse, está especialmente bien logrado. En la continuación de esta novela, "El tercer brazo", la aparición de una protoestrella en el interior de la nebulosa juega también un papel muy importante en el desarrollo de la trama.

Un aspecto muy interesante referido a las nebulosas es el enorme peligro que suponen para la navegación interestelar. En efecto, podría parecer que un puñado de átomos de hidrógeno desperdigados por el espacio no deberían de ser un obstáculo para una nave. Pero claro, si la nave viaja a la velocidad de la luz, cada uno de esos átomos se convierte en una bala hiperacelerada sumamente peligrosa. Este es precisamente el planteamiento que se hace en "La Tormenta", de Van Voght, en el que se describe el encuentro de una nave interestelar viajando cerca de la velocidad de la luz con una nebulosa. El mismo problema es desarrollado magníficamente por Poul Anderson en su novela "Tau Cero". La misma nos narra el viaje de una nave estatocolectora que, a mitad de camino, sufre una colisión con una nube de materia en condensación y pierde su capacidad de frenado. Los tripulantes se ven abocados entonces a acelerar continuamente en busca de un lugar en el que la densidad de materia sea lo suficientemente baja como para desconectar los campos de protección y proceder a la reparación de la nave... al tiempo que experimentan los efectos relativistas derivados de una velocidad cada vez más cercana a la de la luz.

En "Infierno", de Fred y Geoffrey Hoyle, las nebulosas oscuras que ocultan el centro galáctico enmascaran el estallido del mismo, que al principio de la novela es detectado como una simple explosión de nova. Sin embargo, en poco tiempo queda claro lo que realmente ha sucedido y como los efectos térmicos, climatológicos y radiactivos de semejante holocausto amenazan  seriamente la continuidad de la vida sobre nuestro planeta. Solo los más fuertes y decididos tendrán la  posibilidad de sobrevivir a las furias desatadas por semejante catástrofe cósmica.

Fred Hoyle también ha desarrollado otra interesante especulación sobre las nebulosas estelares. Según él, la diferencia entre materia animada e inanimada, o lo que es lo mismo, si algo está vivo o no, es más un asunto de conveniencia verbal que otra cosa. En general, la materia inanimada presenta una estructura y propiedades más simples. Para la formación de agrupaciones más complejas es necesaria la existencia de un entorno con una temperatura favorable. Además, las moléculas que forman la materia viva tienen grandes necesidades energéticas que deben ser suministradas por una fuente externa. Curiosamente, estas condiciones se encuentran más fácilmente en las nubes de materia interestelar que sobre la superficie de un planeta. La temperatura es más adecuada y la presencia de una estrella cercana permitiría acceder a la energía solar de forma más eficiente. En su novela,  "La nube negra", aparece una nebulosa oscura animada. Este ser, no solo está vivo sino que además es inteligente y llega a comunicarse con los humanos. Su enorme cuerpo gaseoso, capaz de cubrir la Tierra, ocultándola del Sol, presenta similitudes funcionales con la fisiología humana: corrientes sanguíneas formadas por flujos de gas, movidos por una bomba electromagnética que haría las veces de corazón, y que son purificadas por los filtros adecuados que actúan a modo de riñones.

Para terminar este resumen, no podemos pasar por alto "La estrella", de Arthur C. Clarke, un relato ganador del premio Hugo y uno de los mejores de este autor. "La estrella" relata el estremecedor periplo de una expedición astronómica a la nebulosa Fénix, en cuyo interior aparecen los restos de un sistema solar devastado por la explosión de una nova. Esta expedición descubre  inesperadamente entre los restos calcinados del único planeta que ha sobrevivido al holocausto el cenotafio erigido por una civilización extraterrestre condenada por el destino a ser inmolada en la ardiente pira de su  sol. Las dudas que la existencia de esta civilización provocan sobre la fe del narrador y el espeluznante final del relato lo convierten, sin ningún género de duda, en una obra maestra... desarrollada en apenas seis paginas. Un autentico tour de force y un cuento simplemente inolvidable.

Cuna de soles, cadáveres de estrellas... las nebulosas y su increíble belleza, tan etérea y tan difícil de contemplar la mayor parte de las veces, constituyen una de las auténticas maravillas de un cosmos que siempre es capaz de encontrar nuevos modos de sorprendernos...


 

 

© Cristóbal Pérez-Castejón Carpena  2003-2004 Ultima actualización 14-11-2004