Un bucle extraño

Si nos alejamos lo suficiente, y con un poco de imaginación (o mucha), podremos ver un monstruo de un solo ojo huyendo de un dragón que lo acecha. Menos fantasioso, y más fácil, es reconocer la silueta de un ocho o del símbolo de infinito.

Aquí, de nuevo, la foto en posición más cómoda para interpretar las coordenadas

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Rogelio Bernal, el autor, tituló la astrofotografía ‘Christmas Rosette’ ¿quizás vio un lazo alrededor de una rosa y un árbol de Navidad?

Sea lazo o bucle infinito la fotografía invita a contemplar el conjunto, no tanto el detalle. Es otra vez el ‘paisaje’ lo que llama la atención y las relaciones entre todos sus elementos: el lazo que los une.

La vista que contemplamos se localiza en la constelación Monoceros, en uno de los lados del ‘triángulo de invierno’

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Componentes nebulares

Lo captado por la fotografía es tan extenso que la sola mención de cada uno de los componentes que nos vamos a ir encontrando desbordaría, en tiempo y en extensión, el objetivo de este blog.

Una primera distribución que nos puede orientar es la división de sus partes ‘gaseosas’ que se señalan en la imagen que sigue. Se amplían las dos fuentes asociadas de emisión en infrarrojo:

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A lo largo de las fotografías que se han documentado, nos hemos encontrado con nebulosas, con materia interestelar, con nubes; material que se ha ido creando y agrupando en función de las reacciones moleculares que se suceden entre el gas y polvo que las componen.

Pero, ¿cómo se distribuyen las nubes moleculares en nuestra galaxia?

La siguiente imagen muestra el resultado de un estudio publicado en 2001, un mapa de las concentraciones más importantes de materia interestelar a escala de la Vía Láctea.

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Asociacionismo galáctico

El análisis de los datos que va proporcionando Gaia está cambiando la forma en que, hasta ahora, se había concebido el universo.

Los trabajos más recientes ponen en duda lo que hasta ahora se creía condición necesaria: que el nacimiento estelar se producía siempre en agrupaciones y cúmulos. Parece que también pueden desarrollarse de forma aislada.

Aunque hay acuerdo en que todas las estrellas de una asociación se han formado de la misma nube, las propias características dinámicas complejas de las nubes anticipan lo igualmente complejo de su evolución. Hay estudios que encuentran patrones de expansión de las estrellas componentes de una asociación y hay otros que los desmienten. (Wright, 2020) (Ward et al, 2020).

De lo que no hay duda es de la importancia de las estrellas OB para poder saber de los grupos a los que pertenecen o de los que han ido sucediéndose, es decir, para reconstruir su historia.

Estas estrellas interaccionan con la materia interestelar circundante: “irradian con fotones UV el ISM cercano, creando una retroalimentación (que puede ser positiva o negativa) para la formación de estrellas dentro del grupo; inyectan energía en su entorno en forma de vientos estelares y explosiones de supernovas que pueden hacer que el gas primordial se disperse más rápidamente; son las que más rápido contaminan el ISM cercano con el producto de las reacciones nucleares en su interior, creando así la posibilidad de diferencias en la composición química dentro del grupo estelar y pueden interactuar con otras estrellas y entre ellas mismas para perturbar dinámicamente las trayectorias a través de encuentros cercanos. En resumen, ningún otro tipo estelar tiene una influencia tan grande en la evolución de un grupo estelar y la presencia de una sola estrella OB puede alterar toda su evolución.” (Maíz et al, 2020).

Desde ese punto de vista, la zona que recoge la fotografía es bastante interesante. En ella confluyen dos asociaciones distintas y varios cúmulos de distintos tamaños que van siendo descubiertos. Por una parte está la Asociación Monoceros OB1 y, por otra, la de Rosette OB.

A continuación distribución de las estrellas O y de los cúmulos:

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Viene una nube cargada de …

Como paisaje variado que es, también cuenta con una zona donde se han ido descubriendo incipientes objetos Herbig. Lamentablemente está tapada en la visual por otra densa nube de materia interestelar, HHL 43a.

A continuación se señalan con puntos verdes las posiciones de los objetos HH que no se pueden distinguir en óptico. Se presentan detalles de algunos de ellos que sí aparecen en la fotografía.

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Otras poblaciones destacables

El hecho de que la fotografía muestre un campo tan amplio y de gran densidad de estrellas dificulta su señalización así que el detalle se disfrutará analizando cada una de las partes en otra ocasión.

Sí merece la pena mencionar que, al mostrarnos un panorama tan extenso, nos da la posibilidad de encontrar un gran repertorio de otras clases de objetos y estrellas: binarias, variables tipo Orión, elipsoidales y T-Tauri, por citar algunas.

A continuación una pequeña muestra de objetos extraordinarios:

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La nebulosa variable de Hubble

No vamos a detenernos en cada uno de estos fascinantes objetos pero hay que mencionar, aunque sea de pasada, el que aparece en la fotografía en el cruce del bucle. Se trata de la variable tipo Orión V* R Mon, una de una población de 59 contabilizada para NGC 2264.

Lo más relevante de este tipo de variables es su carácter eruptivo que muestra grandes diferencias de luminosidad. No pudiéndose explicar en su momento, el objeto fue catalogado como una nebulosa tanto de reflexión como de emisión, NGC 2261. Descubierta y estudiada por Hubble, también es conocida por su nombre, ‘nebulosa variable de Hubble’.

En un bucle extraño, nos encontramos con un objeto lleno de misterio enmarcado en un no menos intrigante bucle.

Afortunadamente, poco a poco se van solucionando las incógnitas que guardan estos objetos ‘históricos’.

En un estudio reciente (Sandell et al, 2020) se ha podido determinar que se trata de una estrella en pre-secuencia principal de tipo B tardío o A temprano cuya luz dispersa procede del disco de acreción. Su oscurecimiento parece deberse a la materia interestelar que la rodea.

A continuación una imagen en óptico del SDSS9 y, cómo resistirse a una licencia poética como ésta: a la derecha, imagen tomada por el Hubble, esta vez el telescopio, en 2017.

Otro lazo… lo que se dice rizar el rizo. [https://apod.nasa.gov/apod/ap171108.html]

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El primer hombrecillo verde

En lo que sí nos detendremos un momento es en los tres púlsares que se recogen en la astrofotografía.

Un púlsar es una estrella de neutrones que gira a gran velocidad emitiendo ondas de radio a intervalos regulares (pulsaciones). Fue la astrofísica nordirlandesa Jocelyn Bell, en 1967, la primera en detectar esas señales repetitivas que provenían del mismo sector celeste. Junto con su colega británico Anthony Hewish llegaron a pensar que la procedencia de una señal tan regular y a intervalos tan breves (1,33 segundos) debía ser ‘inteligente’. De ahí la denominación que le dieron a esa primera señal, LGM-1 (Little Green Man 1). Sin embargo, poco después, a principios de 1968, ya habían encontrado 4 fuentes más en otras direcciones galácticas, comprobándose así su origen ‘natural’. Las llamaron púlsares.

La siguiente ilustración explica las distintas formas que pueden tomar las estrellas de neutrones y nos puede aclarar por qué algunas veces encontramos referencias a campos magnéticos y otras a púlsares.

Y esta animación para para ver la pulsación (en Vela) [https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsar#/media/Datei:Cycle_of_pulsed_gamma_rays_from_the_Vela_pulsar.gif]

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¡Rayos y centellas!

Hay que destacar una colección de fuentes de rayos X concentradas en un pequeño espacio (45 en el recuadro señalado en verde de la anterior imagen). Recordemos que los rayos X, al ser repelidos por la atmósfera terrestre, no habían sido registrados hasta la década de 1940 en que se comprobaron los procedentes del sol. No sería hasta la de los 1960, con los trabajos del astrofísico italiano Riccardo Giacconi, cuando se obtuvieron las primeras pruebas de los extrasolares, los cósmicos.

Se crean fuentes de rayos X cuando, por gravedad, se precipita materia hacia un cuerpo masivo. En su caída, las partículas chocan liberando su energía en forma de fotones a gran velocidad y a temperaturas de millones de grados. Es por eso que la astronomía de rayos X estudia, entre otras cosas, los agujeros negros, las estrellas de neutrones y las supernovas, todos ellos objetos de alta energía.

Para una visión de lo que ha supuesto la aplicación de esta rama de la astronomía se recomienda el artículo publicado recientemente “15 years of galactic surveys and hard X-ray background measurements” donde se repasa la trayectoria del observatorio INTEGRAL (International Gamma Ray Astrophysics Laboratory) capaz de captar simultáneamente rayos gamma, rayos X y visible. En la construcción de la cámara óptica intervino un equipo de investigadores de varias universidades e instituciones españolas [http://www.esa.int/Space_in_Member_States/Spain/La_astronomia_espanola_se_estrena_en_los_rayos_gamm].

Y, precisamente, fue primero la detección de rayos gamma la que hizo posible el descubrimiento de la fuente de rayos X, HD 259440, asociada a la nebulosa Monoceros, el remanente de supernova que nosotros ahora podemos contemplar: el círculo naranja de la fotografía.

Como repeliéndose entre sí, existen dos fuentes de rayos gamma en posiciones opuestas norte y sur: 2FGL J0637.8+0737 (AR 06 37 53.8 Dec +07 37 19) y 2FGL J0636.0+0554 (AR 06 36 01.0 Dec +05 54 22). Están señaladas con una estrella azul.

A veces las estrellas llevan la música encima. En este caso es el nombre quien la trae: Monoceros Loop up! …ta, ta; Loop up!… ta, ta

¡Es un tango! el más irreverente de todos, en la película de Billy Wilder ‘Con faldas y a lo loco’.

Demasiadas tablas de estrellas a estas alturas ¡hasta dos cúmulos NGC 2244 se pueden ver en la fotografía!… nadie es perfecto.

Monoceros Loop

Se había planteado esta fotografía como un todo en la que el detalle no era lo importante sino el conjunto y sus relaciones. Pero, ¿existe ese lazo de unión?

A la vista parece que se entremezclan estas tres áreas ocupadas en un extremo por una nebulosa oscura (Cone Nebula) que deja entrever el cúmulo abierto NGC 2264, en el otro por una región HII ionizada por otro cúmulo, el NGC 2244 y, como nexo, el remanente de supernova Monoceros en su camino hacia la extinción.

Aunque en la bibliografía se cita que el remanente de supernova es el objeto más lejano, lo cierto es que no hay registro aceptado de distancias, ni de su centro, ni de su cáscara, aunque sí aproximaciones: 1800 pc (p.e. Kochanek, 2019). En cuanto a los otros dos, por medida de paralaje en 2019, la más reciente, se estima en 1550 pc para NGC 2244 (Rosette) y 738 pc para NGC 2264 (Cone).

Las evidencias inclinan a pensar que el remanente Monoceros sí está asociado a la nebulosa Rosette, que hay una zona compartida. Pero no es la única… existe, además, otro remanente de supernova, SNR G206.9+02.3, que también interactúa en el conjunto (Su, 2017).

Ahora, a disfrutarlo.

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Bases de datos

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

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

Referencias

Dame, T. M., Hartmann, D., and Thaddeus, P., “The Milky Way in Molecular Clouds: A New Complete CO Survey”, The Astrophysical Journal, vol. 547, no. 2, pp. 792–813, 2001. doi: 10.1086/318388

Fernandez Lopez, M., “Reviewing Molecular Clouds”, in Star Formation from Cores to Clusters, 2017. doi:10.5281/zenodo.826365.

Kochanek, C. S., Auchettl, K., and Belczynski, K., “Stellar binaries that survive supernovae”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 485, no. 4, pp. 5394–5410, 2019. doi:10.1093/mnras/stz717.

Krivonos, R. A., “15 years of galactic surveys and hard X-ray background measurements”, New Astronomy Reviews, vol. 92, 2021. doi:10.1016/j.newar.2021.101612.

Maíz Apellániz, J., Crespo Bellido, P., Barbá, R. H., Fernández Aranda, R., and Sota, A., “The Villafranca catalog of Galactic OB groups. I. Systems with O2-O3.5 stars”, Astronomy and Astrophysics, vol. 643, 2020. doi:10.1051/0004-6361/202038228.

Mäkelä, M. M., Haikala, L. K., and Gahm, G. F., “Rosette nebula globules: Seahorse giving birth to a star”, Astronomy and Astrophysics, vol. 605, 2017. doi:10.1051/0004-6361/201525655.

Movsessian, T. A., Magakian, T. Y., and Dodonov, S. N., “New Herbig-Haro objects and outflows in the Mon R1 association”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 500, no. 2, pp. 2440–2450, 2021. doi:10.1093/mnras/staa3302.

Sandell, G., Vacca, W., Bouscasse, L., and Güsten, R., “The Molecular Outflow from R Mon”, The Astrophysical Journal, vol. 889, no. 2, 2020. doi:10.3847/1538-4357/ab6593.

Su, Y., “Molecular Environments of Three Large Supernova Remnants in the Third Galactic Quadrant: G205.5+0.5, G206.9+2.3, and G213.0-0.6”, The Astrophysical Journal, vol. 836, no. 2, 2017. doi:10.3847/1538-4357/aa5cb7.

Ward, J. L., Kruijssen, J. M. D., and Rix, H.-W., “Not all stars form in clusters – Gaia-DR2 uncovers the origin of OB associations”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 495, no. 1, pp. 663–685, 2020. doi:10.1093/mnras/staa1056.

Wright, N. J., “OB Associations and their origins”, New Astronomy Reviews, vol. 90, 2020. doi:10.1016/j.newar.2020.101549.