Zoco de Astronomía: Pareja de Nebulosas

Sigo recuperando artículos de Astronomía publicados en el Suplemento "El Zoco" de Diario Córdoba el año pasado. Hoy os dejo el que escribí para el domingo 8 de septiembre, inicio de la nueva temporada. A partir de este momento los artículos son un poco más cortos, dado que redujeron el número de páginas del Suplemento. Aún así, aún cuento muchas cosas en ellos. Este artículo en particular lo dediqué a explicar las clases de nebulosas usando esta preciosa imagen obtenida con el VLT (ESO, Observatorio de Paranal, Chile). Se tratan de NGC 2014 y NGC 2020, ésta última "ionizada" por una estrella del tipo Wolf-Rayet.

Artículo de Astronomía publicado en el Suplemento dominical El Zoco de Diario Córdoba el domingo 8 de septiembre de 2013 y dedicado a la curiosa pareja de nebulosas NGC 2014 y NGC 2020, en la Gran Nube de Magallanes. La imagen muestra tanto a NGC 2014 (a la derecha, irregular y de color rojizo) como a NGC 2020 (a la izquierda, redondeada y con color azulado). Las diferencias morfológicas y de color se deben a las diferencias físicas y químicas del gas y las estrellas que las componen. La estrella central de NGC 2020 es del tipo Wolf-Rayet y es muy probable que ya haya explotado como supernova. Los datos combinan observaciones en distintos filtros del rango óptico conseguidos con el instrumento FORS2 del telescopio VLT (Chile). Crédito de la imagen: ESO.
Ya que desde el periódico me avisaron tarde del recorte de espacio, en exclusiva os dejo aquí mi primera versión de dicho artículo, que recoge mucha más información.
Una curiosa pareja de nebulosas
Artículo íntegro del publicado en el Suplemento el Zoco de Diario Córdoba el domingo 8 de septiembre de 2013
El Cosmos es un lugar fascinante. Miremos en la dirección del firmamento en la que miremos encontramos continuamente sorprendentes agrupaciones estelares. A veces estos objetos son extremadamente débiles y sólo pueden captarse por grandes telescopios. En estos casos, solemos ver las profundidades del Universo, donde aparecen galaxias en formación que vivieron 5000 ó 10000 millones de años atrás. En otras ocasiones nos encontramos con miríadas de soles pertenecientes a nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea. Y, dispersados por doquier, surgen objetos nebulosos que marcan el nacimiento y muerte de las estrellas cercanas al Sol. Estos cuerpos difusos suelen tener formas caprichosas, a veces muy regulares (como ocurre con las nebulosas planetarias, originadas al final de la vida de estrellas similares al Sol), otras veces muy caóticas (como es el caso de los restos de supernova o muchas de las regiones de formación estelar). Además, gracias a las técnicas que los astrofísicos usan en la actualidad, el colorido que se obtiene en las imágenes de estos cuerpos evoca sentimientos artísticos: una tonalidad rojiza allí, un color azul acá, unas estructuras verdosas allá. En realidad esta paleta de colores contiene un gran valor científico, que ayuda a los astrónomos a entender la física y la química de los objetos observados.
En este sentido, un precioso ejemplo corresponde a la pareja de nebulosas NGC 2014 y NGC 2020. Ambas se muestran en esta preciosa toma obtenida recientemente con una de las unidades del telescopio VLT (Very Large Telescope, Telescopio Muy Grande), en el Monte Paranal (Atacama, Chile), del Observatorio Europeo Austral (ESO por sus siglas en inglés). La nebulosa NGC 2014 aparece a la derecha de la imagen, mientras que el objeto a la izquierda es la nebulosa NGC 2020. Si todas las nebulosas son acumulaciones de gases que brillan por la acción de estrellas calientes cercanas, ¿cómo es que el color de estos dos objetos sea tan dispar? En efecto, vemos que mientras NGC 2014 es de color rosáceo, NGC 2020 brilla claramente en color azul. ¿A qué se debe esta diferencia cromática? Además, mientras NGC 2020 es redondeada, NGC 2014 posee una estructura irregular. ¿Por qué?
Las respuestas provienen de dos hechos principales: la diferencia existente entre la composición química de ambas nebulosas y la temperatura de las estrellas que las hacen brillar. NGC 2014 está compuesta sobre todo por gas hidrógeno que se ha condensado de forma irregular. Esta nebulosa contiene en su interior un cúmulo de estrellas jóvenes y calientes (se observa a su derecha), todas ellas nacidas en los últimos pocos millones de años usando el gas de la nebulosa. Algunas de estas estrellas son muy calientes (su temperatura superficial alcanza los 35 mil grados centígrados) y, por lo tanto, emiten gran cantidad de radiación ultravioleta. Esta radiación energética es la que “excita” (el la jerga de los físicos, el término correcto sería “ioniza”) el gas circundante. El hidrógeno brilla fundamentalmente en rojo (línea de hidrógeno-alfa), de ahí el color resultante de la nebulosa irregular NGC 2014.
No obstante, lo que ocurre en NGC 2020 es algo distinto. Los astrofísicos hemos aprendido que las estrellas masivas y calientes, además de emitir mucha radiación ultravioleta, poseen unos “vientos estelares” muy intensos. Esto es, de su superficie se escapa gran cantidad de partículas materiales a gran velocidad. En el centro de NGC 2020 se encuentra una estrella muy masiva y extremadamente caliente (temperaturas superficiales a veces superiores a 100 mil grados centígrados), de las denominadas Wolf-Rayet. Estas estrellas, raras de encontrar dada sus altas masas (mínimo unas 40 veces la masa del Sol) y corto tiempo de vida (viven sólo alrededor de medio millón de años), poseen unos vientos estelares tan intensos y potentes que son capaces de perder todo el material que tiene una estrella como el Sol en escasos 10 mil años. Esta escala de tiempo es una minucia en comparación con la vida típica de las estrellas normales (tipo Sol), que es del orden del 10 mil millones de años. De ahí que una estrella Wolf-Rayet sea capaz de crear grandes burbujas de material a su alrededor: el gas expulsado por la estrella y barrido hacia afuera por la intensidad del viento estelar. Como estas estrellas masivas han agotado todo su hidrógeno (se ha fusionado en helio y luego en oxígeno, carbono y nitrógeno), el gas liberado es químicamente muy distinto al gas nebular que colapsó para formar la estrella (que sí era muy rico en hidrógeno). Así, el color azul con el que vemos brillar NGC 2020 es consecuencia del brillo de átomos excitados de oxígeno, calentados a altas temperaturas por la estrella Wolf-Rayet central.

Vídeo que recorre los detalles de la imagen obtenida con el VLT de las nebulosas NGC 2020 y NGC 2014. Crédito: ESO.
NGC 2014 y NGC 2020 constituyen una curiosa pareja de nebulosas también clasificada como Henize 55. Están localizadas en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia irregular enana satélite de la Vía Láctea, a unos 160 mil años luz de distancia. Por lo tanto, es muy probable que la estrella Wolf-Rayet central que vemos en el centro de NGC 2020 haya explotado ya como supernova de tipo II. La luz que contiene dicha información, que viaja a la friolera velocidad de 300 mil kilómetros por segundo, aún no ha alcanzado la Tierra. Mirar al Cosmos es mirar atrás en el tiempo. Y éste es otro de los encantos de la Astronomía: el poder ver y estudiar objetos que en realidad ya han desaparecido del Universo.