Densidades

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Un poco tarde para esto, pero está muy bien que hayamos sobrevivido a unas nuevas navidades.

A pesar del retraso ¡Feliz año! ¿algún buen propósito?

Yo tengo uno: a ver si puedo organizar mi tiempo. La cuestión es si lo conseguiré. Por el momento, un completo desastre.

Al lío

Me había quedado en las distintas manifestaciones del hidrógeno y algunas formas de detectarlas … parece que haya pasado un siglo.

Antes de intentar interpretar lo que puede estar sucediendo dentro de esta región HII que es la NAME Rosette Nebula, y por ir ordenando las ideas, está bien saber hacia dónde dirigir la mirada en el cielo para encontrarla:

Tampoco está de más recolocarla en su orientación de las coordenadas celestes:

En la entrada anterior (ver Haches) se referían distintas formas que puede tomar el hidrógeno, el elemento de materia conocida con más presencia en el universo.

Un resumen rápido de lo visto hasta ahora: una vez comprobado mediante el análisis en radio que el hidrógeno neutro (HI) se extiende por todas partes en una galaxia, la nuestra y las otras, hay que preguntarse qué tipo de reacciones rompen esa neutralidad. Una bien estudiada está motivada por la presencia de estrellas masivas que, mientras están quemando hidrógeno en su interior, producen tanta energía que, en parte, se transmite hacia el exterior ionizando (propiciando escape de fotones debido a saltos de electrones entre los distintos niveles) el hidrógeno neutro que las rodea y haciendo que brillen tanto en óptico (para los saltos explicados por Balmer) como en ultravioleta (series de Lyman) o infrarrojo (series de Paschen). Es lo que se llama una región HII.

Este es el aspecto ionizado de Rosetta en emisión en H_α:

¿Bonita, eh? … ja

Una esperaba que todo ese brillo blanquecino respondiera a la región HII de Rosette; pero no, te pones a mirar un poco más a fondo y te encuentras con otra región HII: la NAME Monoceros Ridge.

¿Promete, no? … pues no.

Justo por la misma zona aparecen otras áreas catalogadas como regiones HII y una ya no sabe si se trata de la misma identificada en distintos sondeos o no; pero aparecen como objetos distintos en la bd Simbad … desesperación. Tampoco la bibliografía parece separarlas, ni asegura que no formen parte de Rosette … más desesperación.

Aquí sus localizaciones: verde para Rosette, naranja para Monoceros Ridge y rojo para el resto:

No hay región HII que se precie sin nube molecular

Sea una o varias, superpuestas o no, nuestra Roseta no iba a ser menos. ¿La suya? … la NAME Rosette Molecular Cloud, o RMC en siglas.

¡Bueeeno! Aquí (me) parece que hay algo de lío (otro). Diferentes catálogos de nubes moleculares y nebulosas oscuras en una misma zona: ¿concurrencia? ¿disparidad? ¿superposición?

Un vistazo:

Los colores de los círculos designan los distintos catálogos así que a ver si a través de ellos queda la cosa un poco más clara.

Los de color rojo indican las únicas nebulosas oscuras que forman parte, según Simbad, de lo que se identifica como la nube molecular NAME Rosette Molecular Cloud. ¿Se puede decir que estas nebulosas oscuras se corresponden con partes más densas de la misma nube molecular? … no se refleja en Simbad, allí se definen como dos clases de objetos distintos en relación de igualdad, no jerárquica.

Estas nebulosas oscuras en Rosette del catálogo TGU-Tokyo Gakugei University fueron las primeras en ser inventariadas (Dobashi et al., 2005) con datos ópticos de DSS1-Digitized Sky Survey 1.

El otro catálogo de nebulosas oscuras que aparece en la tabla fue realizado por Kazuhito Dobashi, el mismo que había encabezado el estudio anterior; esta vez con datos de infrarrojo de 2MASS-Two Micron All Sky Survey (Dobashi, 2011). ¿Qué criterio hace que, unas sí y otras no, sean aceptadas como partes de la nube molecular Rosette? ¿estudio químico?

Y si esto (me) saca de quicio, qué no será del resto de catálogos de la tabla. Yo esperaba que la RMC fuera la única de la zona y me encuentro con un montón de nubes moleculares que me plantean las mismas dudas sobre si se trata de objetos aislados que coinciden en el plano de la imagen o se trata de una sola de la que se han ido registrando fuentes de datos en distintos puntos.

¿Nubes moleculares? … que no se diga.

Están las del catálogo [BT80] (Blitz y Thaddeus, 1980) observadas en radio. Los otros dos catálogos [MWISP] (Du, X. ET AL. 2016) y [MML2017] (Miville-Deschênes, Murray y Lee, 2017) lo que buscan realmente es un compuesto que se encuentra en las nubes moleculares: el monóxido de carbono (CO).

De la masa de una nube molecular , aproximadamente el 99% está ocupada por unas ¾ partes de hidrógeno molecular (H₂), por ¼ de Helio atómico (He) y unas proporciones mínimas de hidrógeno combinado con otros elementos como oxígeno, carbono, nitrógeno, azufre o silicio. El otro 1% restante lo ocupan el polvo interestelar compuesto por silicatos y algunos compuestos de carbono y los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP).

Ocurre que, cuando la densidad del gas interestelar supera los varios centenares de partículas por centímetro cúbico, el monóxido de carbono (CO) es fácilmente detectable y, como esa densidad es característica de las nubes moleculares, se convierte así en el trazador idóneo de esas nubes moleculares en las galaxias.

Pero para que lleguen a producirse esas regiones HII han de formarse estrellas masivas capaces de irradiar energía ultravioleta que puedan ionizar el gas circundante (¿siempre ocurre así?). Y para que se formen esas estrellas ha de concentrarse materia, primero en nebulosas que aparecerán oscuras y después en núcleos más densos.

Una muestra de núcleos densos son los puntos rojos de la imagen anterior:

Más densidades para volverse tarumba

Antes de entrar a plantear nuevas dudas, insisto en que estas son mías, ‘personales’, las que se me plantean cuando consulto Simbad que no tienen ninguna validez salvo manifestar mi curiosidad.

Se define en Simbad la jerarquía siguiente para el medio interestelar ISM:

Según lo que he ido interpretando de la bibliografía, identifico el objeto cor-Dense Core (núcleo denso) como roturas en las nubes (¿moleculares? ¿oscuras?) que, por la causa que sea mantienen concentrada gravitacionalmente su masa. Simbad, como se puede ver, establece unas características definidas para clasificar un objeto como núcleo denso.

Existen otros dos objetos conceptualmente próximos que son glb-Globule (low-mass dark cloud) y Cgb-Cometary Globule/Pillar. Ambos se incluyen como subapartado de objeto Cld-Cloud, ¿qué razones hay para no incluir los núcleos densos?

A la vista de la clasificación, se podría entender que los glóbulos son nubes oscuras con relativa baja masa, entonces ¿por qué están jerárquicamente al mismo nivel que las nubes oscuras de las que parecen ser un caso especial? ¿hay glóbulos de alta masa? Si es así ¿qué características los diferenciaría de los glóbulos cometarios y de los núcleos densos?

Me quedo ahí a la espera de ir solucionando estas preguntas.

Y ya han aparecido estos nuevos objetos (para este blog) que son los glóbulos de baja masa y Rosette no se priva:

Lo sé, es como la canción de Antonio Vega, ‘El sitio de mi recreo’ … pues eso, bolitas.

Vale, pero ¿las densidades se concretan o no?

Entiendo que sean núcleos densos o glóbulos cometarios o de baja masa, cualquiera de ellos puede acabar convirtiéndose en estrella (¿tendrá algo que ver eso de ‘baja masa’ para que el resultado sea una estrella también de baja masa o solo habla de densitometría? … ni idea).

Un estudio que interpreta algo de lo que puede pasar en esas nubes oscuras es el realizado por los japoneses Yuta Yano, Fumitaka Nakamura y Shinichi. W. Kinoshita1 (2024).

Parece que existe una discrepancia entre la masa de una protoestrella y la de una estrella (función de masa, más específicamente). Además se observan deformaciones en los chorros protoestelares, en principio simétricos, que derivan en formas como serpentinas, filamentos o espirales. Esto podría deberse a que, por una parte, la protoestrella esté adquiriendo masa (gas, polvo) de su entorno y, por otra, que se produzcan colisiones entre núcleos densos protoestelares. En estos entornos agrupados en los que se ve favorecida la colisión, la velocidad de choque jugaría un papel importante tanto para la presencia de estrellas con distintas masas como para la formación de sistemas binarios o múltiples. “La mayor velocidad de colisión conduce a una mayor compresión, de modo que la densidad en la capa comprimida aumenta. Esta parte tan densa de la capa comprimida colapsa para formar una estrella menos masiva”.

Aquí el modelo para dos momentos de la evolución del modelo:

Referencia igualmente el estudio que se ha podido comprobar la presencia de subnúcleos también en glóbulos de Bok aislados (¿nacimiento estelar individual?)

Hay que echar un vistazo (Launhardt, R. et al., 2013):

En Simbad están identificados como nubes moleculares y no como glóbulos. Y ¿dónde mirar para localizarlos? … por ahí:

No sé si habrá algún estudio sobre los glóbulos en Rosette pero sí hay localizados un par de estrellas T-Tauri que estarían en un paso más en la evolución.

Ambos objetos están muy próximos:

Me sorprende no encontrar entre tanta burbuja que nos muestra el detalle de la imagen objetos de los raros-raros y lo más raro que encuentro es un montón de fuentes de rayos X … ¡vete a saber qué está pasando ahí dentro!

Aquí están esas fuentes:

El cúmulo central

Todo lo que ocurre en Rosette es interesante, también lo es uno de sus principales protagonistas: el cúmulo central NGC 2244, donde destaca un grupo de estrellas O y B que están abriendo el hueco que se puede contemplar.

En la siguiente imagen se señalan algunas de esas estrellas que están modelando la forma en que nos llega la nebulosa. En blanco el conjunto de estrellas-muestra para el catálogo Villafranca, con el número O-020 (Maíz Apellániz et al., 2022). En amarillo algunas otras que están fuera del objetivo de Villafranca. En cian dos enanas blancas cuyas progenitoras debieron haber influido en el entorno.

Algunas curiosidades: parece que HD 46106 sería una binaria espectroscópica (O9.7V + B2) aunque sigue clasificada en Simbad como inicialmente determinó el mismo equipo de Villafranca (Sota et al., 2014). Es decir, el espectro conjunto de las dos componentes vendría a dar el O9.7III(n) oficial.

HD 258691 por su parte, parece ser una de esas fugitivas errantes a la que algunas de sus compañeras le propinó un buen empujón cuando todavía estaban disputando el espacio natal.

Por último está Cl* NGC 2244 PS 429 que viene a hundirme más en la desesperación. La susodicha resulta que pertenece a la NAME Rosette Nebula, a la NAME Rosette Molecular Cloud y al cúmulo NGC 2244 … ¿por qué ella sí y el resto no? … a ver ¿por qué?

¡Por fin lo conseguí!

Creo que lo he comentado en alguna otra entrada que ahora no recuerdo; este blog surgió por la curiosidad que me despertó una imagen, en concreto la APOD/NASA Hot Stars in the Rosette Nebula. Entre los colores vistosos del Spitzer se señalaban un grupo de estrellas que han resultado ser de esas gordotas de vida acelerada y … hooooy … les he podido dar nombre:

Todo un momento de placer que hay que agradecer

Y ya que estamos, otra versión alegre de Roseta

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a propósito …

¿es que no podemos parar esta locura?

También le ha llegado el turno a los telescopios del ESO en Chile ese sinsentido que son los macroproyectos relacionados con la energía.

Bien, derrochemos la que haga falta, cubramos la tierra de industrias generadoras, cuanto más grandes mejor, enviemos cohetes a Marte para obtener materiales que mantengan viva la extracción de energía (¿cuál de todas?) … la pregunta es si habrá seres vivos, incluidas las personas, para beneficiarse de ella.

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Organismos

Centre de Données astronomiques de Strasbourg [https://cds.u-strasbg.fr/]

ESA [https://cosmos.esa.int/]

NASA [https://www.nasa.gov/]

Bases de datos

Aladin Sky Atlas [https://aladin.cds.unistra.fr/AladinLite/]

Cornell University- ArXiv [https://arxiv.org/]

ESASky: https://sky.esa.int

IRSA https://irsa.ipac.caltech.edu/

SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS) [https://ui.adsabs.harvard.edu/]

SIMBAD Astronomic Database [http://simbad.cds.unistra.fr/simbad/]

NED (NASA/IPAC Extragalactic Database) [http://ned.ipac.caltech.edu/]

Otros recursos

Cartes du ciel [https://www.ap-i.net/skychart//es/start]

IATE-European Union terminology [https://iate.europa.eu/]

SEA- Sociedad Española de Astronomía [https://www.sea-astronomia.es/glosario]

Wikipedia [https://es.wikipedia.org/]

Referencias

Blitz, L. and Thaddeus, P., “Giant molecular complexes and OB associations. I. The Rosette molecular complex.”, The Astrophysical Journal, vol. 241, IOP, pp. 676–696, 1980. doi:10.1086/158379.

Dobashi, K., “Atlas and Catalog of Dark Clouds Based on the 2 Micron All Sky Survey”, Publications of the Astronomical Society of Japan, vol. 63, OUP, pp. S1–S362, 2011. doi:10.1093/pasj/63.sp1.S1.

Dobashi, K. et al., “Atlas and Catalog of Dark Clouds Based on Digitized Sky Survey I”, Publications of the Astronomical Society of Japan, vol. 57, OUP, pp. S1–S386, 2005. doi:10.1093/pasj/57.sp1.S1.

Du, X., “An Outer Arm in the Second Galactic Quadrant: Structure”, The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 224, no. 1, Art. no. 7, IOP, 2016. doi:10.3847/0067-0049/224/1/7.

Launhardt, R. et al., “The Earliest Phases of Star Formation (EPoS): a Herschel key project. The thermal structure of low-mass molecular cloud cores”, Astronomy and Astrophysics, vol. 551, Art. no. A98, 2013. doi:10.1051/0004-6361/201220477..

Maíz Apellániz, J. et al., “The Villafranca catalog of Galactic OB groups. II. From Gaia DR2 to EDR3 and ten new systems with O stars”, Astronomy and Astrophysics, vol. 657, Art. no. A131, 2022. doi:10.1051/0004-6361/202142364.

Miville-Deschênes, M.-A., Murray, N., and Lee, E. J., “Physical Properties of Molecular Clouds for the Entire Milky Way Disk”, The Astrophysical Journal, vol. 834, no. 1, Art. no. 57, IOP, 2017. doi:10.3847/1538-4357/834/1/57.

Sota, A. et al., “The Galactic O-Star Spectroscopic Survey (GOSSS). II. Bright Southern Stars”, The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 211, no. 1, Art. no. 10, IOP, 2014. doi:10.1088/0067-0049/211/1/10.

Yano, Y., Nakamura, F., and Kinoshita, S. W., “Dense Core Collisions in Molecular Clouds: Formation of Streamers and Binary Stars”, The Astrophysical Journal, vol. 964, no. 2, Art. no. 119, IOP, 2024. doi:10.3847/1538-4357/ad2a54.