Las nebulosas asociadas conestrellas jóvenes se localizan en los discos de lasgalaxias espirales y en cualquier zona de lasgalaxias irregulares, pero no se suelen encontrar engalaxias elípticas puesto que estas apenas poseen fenómenos de formación estelar y están dominadas por estrellas muy viejas. El caso extremo de unagalaxia en la que muchasnebulosas presentan intensos episodios de formación estelar se denominagalaxia starburst.[5][6]
Antes de la invención deltelescopio, el término «nebulosa» se aplicaba a todos los objetos celestes de apariencia difusa. Por esta razón, a veces lasgalaxias (conjunto de miles de millones deestrellas, gas y polvo unidos por lagravedad) son llamadas indebidamente nebulosas; se trata de una herencia de laastronomía del siglo XIX que ha dejado su signo en el lenguaje astronómico contemporáneo.[7]
La mayoría de las nebulosas son de gran tamaño; algunas tienen cientos deaños luz de diámetro. Una nebulosa visible para elojo humano desde la Tierra parecería más grande, pero no más brillante, desde cerca.[8] LaNebulosa de Orión, la nebulosa más brillante del cielo y que ocupa un área que duplica el diámetro angular de la Luna llena, puede verse a simple vista, pero los primeros astrónomos no la vieron.[9] Aunque más densas que el espacio que las rodea, la mayoría de las nebulosas son mucho menos densas que cualquiervacío creado en la Tierra: una nube nebular del tamaño de laTierra tendría una masa total de sólo unos pocoskilogramos. El aire de la Tierra tiene una densidad de aproximadamente 1019 moléculas por centímetro cúbico; en cambio, las nebulosas más densas pueden tener densidades de 10 000 moléculas por centímetro cúbico. Muchas nebulosas son visibles debido a la fluorescencia causada por estrellas calientes incrustadas, mientras que otras son tan difusas que sólo pueden detectarse con largas exposiciones y filtros especiales. Algunas nebulosas están iluminadas de forma variable por estrellas variablesT Tauri.
Originalmente, el término "nebulosa" se utilizaba para describir cualquierobjeto astronómico difuso, incluyendogalaxias más allá de laVía Láctea. LaGalaxia de Andrómeda, por ejemplo, se denominó en su díanebulosa de Andrómeda (y lasgalaxias espirales en general,nebulosas espirales) antes de que a principios del siglo XXVesto Slipher,Edwin Hubble y otros confirmaran la verdadera naturaleza de las galaxias. Edwin Hubble descubrió que la mayoría de las nebulosas están asociadas a estrellas e iluminadas por la luz estelar. También ayudó a categorizar las nebulosas basándose en el tipo de espectros de luz que producían.[10]
Las nebulosas se pueden clasificar en tres grandes categorías según la naturaleza de su emisión (o falta de ella).
En 1715,Edmond Halley publicó una lista de seis nebulosas.[16] Este número aumentó constantemente durante el siglo, conJean-Philippe de Cheseaux compilando una lista de 20 (incluyendo ocho no conocidas previamente) en 1746. De 1751 a 1753,Nicolas-Louis de Lacaille catalogó 42 nebulosas delCabo de Buena Esperanza, la mayoría desconocidas hasta entonces.Charles Messier recopiló entonces un catálogo de 103 "nebulosas" (ahora llamadasobjetos Messiers, que incluían lo que ahora se conoce como galaxias) en 1781; su interés era detectarcometas, y estos eran objetos que podían confundirse con ellos.[17]
El número de nebulosas aumentó considerablemente gracias a los esfuerzos deWilliam Herschel y su hermana,Caroline Herschel. SuCatálogo de mil nuevas nebulosas y cúmulos de estrellas[18] fue publicado en 1786. Un segundo catálogo de mil se publicó en 1789, y el tercero y último de 510 apareció en 1802. Durante gran parte de su trabajo, William Herschel creyó que estas nebulosas no eran más que cúmulos de estrellas sin resolver. En 1790, sin embargo, descubrió una estrella rodeada de nebulosidad y concluyó que se trataba de una verdadera nebulosidad y no de un cúmulo más distante.[17]
A partir de 1864,William Huggins examinó los espectros de unas 70 nebulosas. Descubrió que aproximadamente un tercio de ellas tenían elespectro de emisión de ungas. El resto mostraba un espectro continuo, por lo que se pensó que estaban formadas por una masa de estrellas.[19][20] En 1912 se añadió una tercera categoría cuandoVesto Slipher demostró que el espectro de la nebulosa que rodeaba a la estrellaMerope coincidía con los espectros de lasPléyadescúmulo abierto. Así, la nebulosa irradia por la luz reflejada de la estrella.[21]
En 1923, tras elGreat Debate, quedó claro que muchas "nebulosas" eran en realidad galaxias alejadas de laVía Láctea.
Slipher yEdwin Hubble continuaron recogiendo los espectros de muchas nebulosas diferentes, encontrando 29 que mostraban espectros de emisión y 33 que tenían los espectros continuos de la luz estelar.[20] En 1922, Hubble anunció que casi todas las nebulosas están asociadas con estrellas y que su iluminación proviene de la luz estelar. También descubrió que las nebulosas con espectro de emisión están casi siempre asociadas a estrellas con clasificaciones espectrales de B o más calientes (incluidas todas lasestrellas de la secuencia principal de tipo Os), mientras que las nebulosas con espectros continuos aparecen con estrellas más frías.[22] Tanto Hubble comoHenry Norris Russell llegaron a la conclusión de que las nebulosas que rodean a las estrellas más calientes sufren algún tipo de transformación.[20]
Una nebulosa oscura (también conocida como nebulosa de absorción o de inspiración), es una acumulación de gas o polvo interestelar no relacionado con ninguna estrella o alejado de estas, de tal forma que no es perturbada por su energía, por lo que su presencia solo puede ser advertida por contraste con un fondo estelar poblado o unanebulosa de emisión más alejados.[23]
En este caso la nebulosa no emite ni refleja ninguna luz por estar lejos de las estrellas, pero sí absorbe la luz de objetos que están detrás de ella. Por lo tanto, su existencia se deduce por la presencia de una región oscura que destaca sobre el fondo de cielo estrellado. Un ejemplo típico es la denominadaSaco de Carbón en laconstelación de laCruz del Sur, y también es muy famosa la nebulosaCabeza de Caballo, en la constelación deOrión. Numerosas nebulosas oscuras pueden asimismo observarse por sobre la franja brillante de laVía Láctea que atraviesa el cielo.[24][25][26]
Estas nebulosas reflejan la luz de estrellas cercanas que no son lo suficientemente calientes como para emitir la radiaciónultravioleta necesaria para excitar el gas de la nebulosa. Generalmente, estas nebulosas están formadas por los residuos del gas que dio origen a la estrella, y suespectro es similar al de las estrellas cuya luz reflejan. El caso más representativo es la nebulosa en torno de la estrellaMérope en elcúmulo abierto de lasPléyades (M45).[27][28]
En este caso, el más común, el gas que compone la nebulosa brilla como consecuencia de la transformación que sufre por la intensa radiaciónultravioleta de estrellas vecinas calientes. EnAstrofísica estos objetos se denominanRegiones H II y son fundamentales a la hora de analizar la composición química y las propiedades físicas de las nebulosas (y de las galaxias en las que se encuentran) gracias al análisis de suespectro, compuesto por multitud de líneas de emisión de los elementos químicos que albergan. La línea de emisión más brillante e importante esH-alfa (de laSerie de Balmer delhidrógeno), localizada en la zona roja del espectro (a 6562,82 Å), siendo este el motivo por el que dicho color domine en las imágenes tradicionales de nebulosas de emisión. Pero también se detectan líneas de emisión de helio, oxígeno, nitrógeno, azufre, neón o hierro. Dependiendo de la naturaleza de la nebulosa de emisión, se subdividen en dos grupos totalmente distintos.[29][30][31]
2) Las nebulosas de emisión asociadas a estrellas moribundas o ya extintas se denominannebulosas planetarias yrestos de supernova. Las primeras no tienen nada que ver con losplanetas: son las envolturas de estrellas de masa baja o intermedia expulsadas al espacio al final de sus ciclos evolutivos. En ellas, el gas es excitado por un objeto muy pequeño y caliente, unaenana blanca, que es el núcleo expuesto de la estrella muerta. Ejemplos conocidos de este tipo de nebulosa son laNebulosa del Anillo (M57, en laLira) y laNebulosa de la Hélice (NGC 7293, en Acuario).
El resto (o «remanente») de supernova es el material liberado en la titánica explosión que pone fin a las estrellas masivas. El gas de este tipo de nebulosas puede ser afectado tanto por la propia energía entregada por lasupernova, como por la emisión de una posibleestrella de neutrones (unpúlsar) en su seno. Tal vez el ejemplo más famoso de resto desupernova sea laNebulosa del Cangrejo (M1, en la constelación deTauro).
↑Lundmark, K (1921). «Sospechas de nuevas estrellas registradas en las crónicas antiguas y entre observaciones meridianas recientes».Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico33 (195): 225.Bibcode:..33..225L 1921PASP. ..33..225L.
↑Halley, E. (1714-1716). «Un relato de varias nebulosas o manchas lúcidas como nubes, descubiertas últimamente entre las estrellas fijas con ayuda del telescopio».Philosophical TransactionsXXXIX: 390-92..
↑abcStruve, Otto (1937). «Progresos recientes en el estudio de las nebulosas de reflexión».Popular Astronomy45: 9-22.Bibcode:1937PA.....45....9S.
↑Slipher, V. M. (1912). «Sobre el espectro de la nebulosa de las Pléyades».Boletín del Observatorio Lowell1: 26-27.Bibcode:1912LowOB...2...26S.
↑Hubble, E. P. (Diciembre de 1922). «La fuente de luminosidad en las nebulosas galácticas.».Astrophysical Journal56: 400-438.Bibcode:1922ApJ....56..400H.
