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Grupo IV: El color de las nebulosas
Este tema surgió durante una comida familiar en la que estábamos hablando de en qué
queríamos trabajar mi hermano pequeño y yo. Yo estaba hablando de la belleza de las
células vistas bajo el microscopio, cuando él dijo que las nebulosas eran igual de bonitas
pero a una escala universal. A partir de este planteamiento, pensé que para poder ver las
células en el microscopio óptico, necesitábamos iluminarlas, por lo que me pregunte “si
las nebulosas son cúmulos de gas y polvo... ¿Cómo es que somos capaces de
observarlas, si el polvo y el gas que nosotros conocemos no tiene esos colores tan
asombrosos?”
Debido a esto, he decidido dedicar el tema de esta investigación al origen del color de
las nebulosas.
Introducción
Para empezar, ¿qué es exactamente una nebulosa? Una nebulosa es una región estelar
compuesta por polvo cósmico de diferentes elementos químicos y gases (en su mayoría
helio e hidrógeno). Tienen una gran importancia en el campo de la cosmología ya que
en muchas ocasiones son los cuerpos que quedan después de la muerte de una estrella
de los cuales surgen otras nuevas por diferentes fenómenos astronómicos. Dentro de lo
que son las nebulosas existen cuatro tipos principales que son los que trataremos en este
trabajo.
Investigación de tipos de nebulosas
El primer tipo de nebulosa es la de emisión. Este cuerpo estelar está compuesto
principalmente por nubes de polvo y gas (hidrógeno y pequeñas cantidades de otros
elementos) que están cercanas a estrellas. Los átomos de hidrógeno que componen la
nebulosa son excitados mediante radiación ultravioleta proveniente de las estrellas
cercanas, lo que hace que este gas se ionice, produciendo “saltos” de electrones hacia
los niveles superiores de energía. Como los niveles superiores de energía son inestables,
los electrones vuelven a sus niveles de energía anteriores emitiendo fotones en el
proceso (en la línea de emisión Hα), que son los que conforman la luz que llega hasta
nosotros. Las nebulosas de emisión suelen ser rojas debido a la cantidad de hidrógeno
ionizado presentes en las mismas, pero pueden tener otros colores gracias a la presencia
de otros elementos.
Imagen 1. Líneas de emisión
del hidrógeno. Hα con una
longitud de onda de 656,3 nm.
Esta frecuencia se consigue
por la emisión de un fotón por
parte de un electrón que
vuelve del nivel n=3 al n=2.
URL:
https://ismlandmarks.wordpre
ss.com/h-alpha-emission/
Imagen 2. Nebulosa de Orión. El color rojizo de la nebulosa es debido al hidrógeno
ionizado. URL: http://apod.nasa.gov/apod/image/1109/m42_vargas_1826.jpg
Otro tipo de nebulosas que hemos observado en el espacio, son las nebulosas de
reflexión. Este tipo de cuerpos celestes están formados por nubes de gas y polvo, como
las nebulosas de emisión. La diferencia es que no emiten luz por si solos, sino que
reflejan la luz procedente de estrellas o grupos de estrellas cercanas que no producen
radiación ultravioleta por no ser lo suficientemente calientes (por lo que no ionizan el
gas). Este tipo de nebulosas sirven para estudiar las estrellas mencionadas
anteriormente, pues el espectro que vemos reflejado en la nebulosa es similar al de las
estrellas que lo iluminan. Aun así, suelen ser de color azulado debido a que la luz con
esta longitud de onda es reflejada más eficientemente. Un ejemplo es de esta nebulosa
es la nebulosa de trífida, situada en la constelación de sagitario.
Imagen 3. Nebulosa de trífida, en sagitario. Nótese la presencia de nebulosa de emisión y de reflexión
Volviendo a lo tratado en la introducción, entendí que no todas las nebulosas son
visibles gracias a la emisión o reflexión de luz en diferentes frecuencias, sino que
existen un tipo de nebulosas denominadas “nebulosas oscuras” que, por no estar
cercanas a ninguna fuente de energía como puede ser una estrella, sus átomos no están
excitados y por lo tanto no emiten luz. Por este motivo no son visibles a simple vista,
sino que son detectadas gracias al contraste que generan con un fondo brillante. Suelen
tener una composición similar a las nebulosas de reflexión, pero no reflejan la luz
debido a la localización de la fuente de la misma. Un ejemplo significativo es la
nebulosa de “cabeza de caballo”.
Imagen 4. Nebulosa cabeza de caballo. Puede observarse gracias al contraste con el
fondo brillante. URL: http://astrocl.blogspot.com.es/2011/10/la-nebulosa-cabeza-decaballo-o-barnard.html
Un cuarto tipo de nebulosas son las denominadas nebulosas planetarias. Su nombre
puede atraer a confusión, pues estas no tienen que ver con la presencia de planetas. Son
un tipo de nebulosa que aparece debido a la desintegración de una estrella que está
cercana al final de su vida. Están formadas por nubes de gas y polvo en formas
esféricas, que suelen estar excitadas por los vestigios de una estrella que sigue brillando
en el centro de las mismas (una enana blanca, el núcleo de una estrella que ya ha
muerto). Otra nebulosa similar a las nebulosas planetarias son las que se surgen de los
restos de las supernovas, las cuales están excitadas por púlsares que se crean después de
la enorme explosión.
Imagen 5. Nebulosa de hélice,
ejemplo de nebulosa planetaria.
URL:
https://es.wikipedia.org/wiki/Ne
bulosa_Tr%C3%ADfida
Imagen 6. Dibujo artístico de una supernova
URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Supernova
Conclusión
Como conclusión, las nebulosas son en definitiva nubes de gas y polvo, y necesitan
fuentes de energía como las estrellas para poder emir o reflejar esa variedad de colores
que nosotros vemos.
Además, existen un gran número de tipos de nebulosas diferentes que hayamos sido
capaces de observar, y aunque todas las nebulosas son distintas, algunas comparten
características que nos permiten agruparlas y clasificarlas. En definitiva, las nebulosas
pueden ser utilizadas como fuente de información de los materiales de los que está
formado el universo, pueden usarse como instrumento de medida temporal, como
inspiración para obras de arte, etc.
Fuentes:
Knight, J. (2015). Nebulae - Celestial Objects on Sea and Sky. Seasky.org. Mirado en
16 diciembre 2015, URL: http://www.seasky.org/celestial-objects/nebulae.html
Skeptics.stackexchange.com. (2015). Are nebulae colored?. . Mirado en 16 diciembre
2015, URL: http://skeptics.stackexchange.com/questions/8881/are-nebulae-colored
Google Books, (2015). Secretos del universo. Mirado en 18 diciembre 2015, URL:
https://books.google.es/books?id=Y4MPvbiswmUC&pg=PA239&lpg=PA239&dq=por
que+brillanlas+nebulosas&source=bl&ots=ZksCvtE61&sig=bi0y4zjomUjq3QU083KjfLyaB1k&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwim25fq
ptvJAhUGwBQKHflfB0EQ6AEINTAC#v=onepage&q=porque%20brillanlas%20nebul
osas&f=false
Elcielodelmes.com. (2015). Cúmulos, nebulosas y galaxias. Mirado en 17 diciembre
2015, URL: http://www.elcielodelmes.com/Curso_iniciacion/curso_4.php