La explosión de Orión

Hace unos meses se publicó una notable imagen de la región central de la Nebulosa de Orión, vista por el telescopio Webb. Es una imagen familiar, pero también distinta. Webb, usando el poder de la radiación infrarroja, es capaz de ver dentro del polvo que llena la nebulosa, y también ver la filigrana de polvo que delata el pasado caótico y dinámico de esta enorme región de formación estelar. Hice una combinación de las dos bandas infrarrojas, usando las longitudes de onda más largas como capa de luminosidad sobre la del infrarrojo cercano. Es una imagen gigantesca, 100 veces más grande que la que voy a mostrar acá:

Cerca del centro vemos el Trapecio, y lo vemos como lo que en realidad es y raramente vemos: un cúmulo muy rico de muchas estrellas jóvenes. La gruesa franja diagonal es el frente de ionización que ya hemos comentado en otra oportunidad. Pero lo más notable, y que me llamó la atención inmediatamente porque no la conocía, es una estructura en forma de explosión, un poco arriba y a la derecha del Trapecio:

Los dedos de la explosión parecen surgir de una estrella excepcionalmente brillante, que en el infrarrojo lejano que el Webb puede ver, supera a las luminarias del Trapecio, vean:

Esa fuente infrarroja tiene la luminosidad de unos 20 mil soles, y se llama objeto BN (Becklin-Neugebauer). Es invisible en luz visible por estar embebida en una parte densa de la nebulosidad, y parece ser una estrella joven expulsada del Trapecio hace unos 4000 años, por interacciones gravitatorias en su componente más grande y brillante, Theta 1 Orionis C, una gigantesca estrella de 40 masas solares. Hay junto a él otro objeto muy oscurecido, sólo visible en radio, llamado Source I (parece ser una estrella de 22 masas solares), que habría sido expulsado por BN hace apenas 500 años. Son todas estrellas enormes las que hay en esta región, y todas ellas parecen haber contribuído al intenso flujo de gas que vemos en infrarrojo como una explosión, llamada región KL (Kleinmann-Low). Así la ve Alma en radio de longitud de onda milimétrica, un poco más allá del infrarrojo lejano de Webb:

Toda la región está siendo intensamente estudiada en los últimos años, gracias a los nuevos instrumentos que ven más allá del rojo, y encontré muchos trabajos publicados sobre este fenómeno poco conocido en el medio de una región tan familiar del cielo, tan visitada por aficionados y astrofotógrafos. 

Los dedos, en la imagen de Webb, se ven magníficos, así que pongo una imagen en más resolución para mostrar un detalle (imagen rotada respecto de la original):

Estos dedos son el resultado de una explosión descomunal, con la energía de un milésimo de supernova. Sabemos mucho de explosiones al final de la vida de las estrellas, pero prácticamente nada de las que, como ésta, ocurren durante su nacimiento. Se trata de un fenómeno poco entendido que ocurre durante la formación estelar, en particular en regiones de nacimiento de muchas estrellas simultáneamente. Los dedos son ondas de choque en el medio interestelar, pero incluso su propia dinámica sólo recientemente ha sido modelada físicamente, gracias a los avances de instrumentación que permiten la visualización detallada. Todavía no vi trabajos detallados con los resultados del Webb, pero seguramente será una contribución importante a la comprensión del fenómeno.

Para comparación, hice un recorte de la misma región vista por el telescopio Hubble en luz visible. Vean qué pocas estrellas se ven, a diferencia de la imagen del Webb, y nada de la explosión KL.

 

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Las imágenes del Webb son de NASA/ESA/CSA. La imagen de radio es de ALMA, similar a la del paper: Bally et al., The ALMA view of the OMC1 explosion in Orion, arXiv:1701.01906v3 (pero la descargué de Wikipedia porque estaba en colores).

Orión de pies a cabeza

No puede terminar el verano sin que le dediquemos al menos una noche a Orión. Pero no el arquero de Boca: me refiero a la constelación de Orión, el Cazador.

Orión es la constelación paradigmática del verano en nuestras latitudes australes. Todavía durante todo marzo, abril y también mayo, podremos verlo sobre el cielo del noroeste al caer la noche. A medida que pasen los días estará cada vez más cerca del horizonte y más acostado, como un arquero volando al poste. Es una constelación muy grande y una de las más fáciles de reconocer. Inclusive el observador ocasional del cielo sabe identificar a las Tres Marías, que forman el cinturón de la figura humana estilizada del personaje mitológico. Las rodean cuatro estrellas brillantes, que representan sus hombros y piernas. Una de ellas es de un color notablemente anaranjado: es Betelgeuse, el hombro derecho. En el vértice opuesto está Rigel, la pierna izquierda, de un color completamente distinto. La figura, claro, está patas arriba porque la vemos desde el hemisferio opuesto a donde vivían quienes la imaginaron por primera vez, hace miles de años.

En el mes de febrero hice esta foto de Orión poniéndose detrás de las torres del cerro Catedral. La Luna acababa de salir a mis espaldas e ilumina el paisaje.

A un lado del Cinturón ("colgando", en la representación tradicional) hay otro grupito de tres estrellas, mucho menores y más compacto que las Tres Marías. Es la daga del cazador. A simple vista parecen tres estrellas, pero cualquiera que las observe a través de binoculares o telescopio se deslumbrará con un complejo sistema de nebulosas y apretados racimos de muchísimas estrellas. La nebulosa mayor, en el centro de la Daga, es la Gran Nebulosa de Orión, un vivero de estrellas jovencísimas que, con su intensa radiación, hacen brillar la nube de gas de la que nacieron. El año pasado escribí una nota sobre la Daga en el blog. Y también hay una nota sobre sobre la Nebulosa.

Toda la constelación, en realidad, forma parte de un inmenso complejo de gas brillante, polvo oscuro y estrellas llamado Complejo Molecular de Orión, una gran región de formación estelar distante unos 1500 años luz de nosotros. En esta foto de Orión en primer plano que hice en el Anfiteatro del río Limay pueden verse varias de las nebulosidades, que anoté en una copia de la imagen que se encuentra debajo. Inclusive algunas imposibles de observar a ojo en el telescopio, como el Bucle de Barnard, la serpenteante nebulosa oscura B36, o la pequeñísima Cabeza de Caballo. ¡Descarguen la foto a resolución completa para poder verla donde está señalada!

Como en todas las regiones de intensa formación estelar, el nacimiento, la vida y la muerte de las estrellas se despliegan ante nuestros ojos. En el centro de la Gran Nebulosa (y responsable en gran medida de su brillo), hay una extraordinaria estrella múltiple llamada popularmente el Trapecio. Son estrellas bebé, nacidas hace apenas 300 mil años de la misma nebulosa que hoy iluminan.

En cambio Bellatrix (el hombro izquierdo), con sus 8 masas solares viene fusionando hidrógeno desde hace 20 millones de años. Es todavía una estrella joven. Pero Mintaka (la María de la derecha izquierda (gracias, Diego Galperin), cuando miramos al Norte), 24 veces más pesada que el Sol, con sus 3 millones de años ya tiene una edad avanzada. Es que la evolución de las estrellas está determinada casi exclusivamente por su masa: las más pesadas brillan más ferozmente, envejecen rápido, y terminan sus vidas de manera violenta.

Rigel y Betelgeuse están cerca de ese final. Ambas son supergigantes, una azul y la otra roja. Rigel ha agotado el hidrógeno en su núcleo. Betelgeuse incluso ya ha comenzado a transmutar helio en carbono y oxígeno. En un millón de años Betelgeuse, dos o tres millones Rigel, explotarán como supernovas dispersando los átomos que forjaron. Materia enriquecida que acabará formando parte de futuras nebulosas oscuras o brillantes, y de las que nacerán nuevas estrellas y planetas en sucesivas generaciones estelares. Nuestro Sol, nuestro planeta y nuestros propios átomos son un eslabón en este reciclado permanente de materia en la galaxia.

Cuando Orión se pone en el horizonte occidental, cada noche más temprano a medida que avanza el otoño, por el Este se alza Escorpio, su eterno enemigo mitológico. Así como Orión es nuestra constelación del verano, Escorpio es la más representativa del invierno. Ya nos ocuparemos de ella.

Esa otra daga

Comparto una foto que tomé desde el balcón de casa. Es una de las joyas del cielo de verano: la Daga de Orión. Para quienes no la conozcan, es un grupito de estrellas que, desde el hemisferio sur, se extiende hacia arriba (hacia el Sur) de la estrella central de las Tres Marías, que forman el Cinturón de Orión el Cazador. Desde el hemisferio norte, claro, se ve la Daga que pende del Cinturón.

A simple vista la Daga se ve como un grupito de tres estrellas, tal vez alguna más si uno tiene buena vista. La estrella central, si el cielo es oscuro, se ve claramente como esfumada. Se trata, por supuesto, de la famosa Gran Nebulosa de Orión, una de las favoritas de los aficionados a la astronomía.

La Gran Nebulosa es tan impresionante que relega a la ignorancia los muchos objetos interesantes de su notable entorno. Si estuvieran en otras partes del cielo cualquiera de ellos sería famoso en sí mismo. Así que vale la pena verlos todos juntos en una foto como ésta.

La imagen abarca 2 grados y medio a lo ancho, así que para fotografiarla se necesita un telescopio muy generoso o un teleobjetivo. Yo la tomé con un tele de 100 mm. Hice 4 exposiciones, de 20, 10, 5 y 2 segundos respectivamente, para intentar capturar el enorme rango dinámico de la región, que tiene objetos muy brillantes y otros muy tenues. Las combiné a mano y a ojo para lograr un equilibrio de luces.

La Gran Nebulosa, estoy seguro de que todos la saben reconocer, es el objeto central  (Messier 42, o simplemente M42 si uno es canchero). Brilla por fluorescencia producida fundamentalmente por la extraordinaria estrella múltiple que está en su centro, el Trapecio (Theta 1 Orionis), que se merece una nota aparte. Vale la pena una versión anotada:

Casi todos los objetos que vemos en esta imagen están más o menos a la misma distancia de nosotros, entre 1300 y 1600 años luz, así que están relativamente cerca unos de otros. Forman parte de una inmensa región de formación estelar, muy joven y activa, llamada Orión OB1. En realidad, casi todas las estrellas brillantes de la constelación de Orión forman parte de esta asociación, que tiene varias partes de diversas edades que van desde los 10 millones de años hasta el Trapecio, de menos de un millón de años. En una típica región OB hay un puñado de estrellas O, algunas decenas de B's, y decenas o cientos de miles de estrellas más chicas. Pero como las O y las B son las más brillantes, son la mayor parte de las que vemos tanto a simple vista como en la foto. Además de estas luminarias azules vemos unas pocas estrellas rojas, que marqué también en la foto. Son gigantes rojas, estrellas que han agotado el hidrógeno en sus núcleos y se aproximan al final de sus vidas.

La estrella más brillante de la Daga es Iota Orionis, de magnitud 2.75, una binaria híbrida de tipo O/B de la que comentaré algo más la semana que viene. Tiene nombre propio: Nair al Saif, que significa simplemente "la más brillante de la espada".

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Para despistados: El título de la nota remite al poema El Tango, de Borges: "Esa otra daga, el tiempo". El tiempo, que atraviesa cualquier fenómeno astronómico.

Las supernebulosas duran todo el verano

A veces parece que en Bariloche no hubiera verano. Pero los observadores cuidadosos sabemos que es verano cuando en el cielo nocturno vemos la constelación de Orión, el cazador. Orión es una constelación de verano en nuestras latitudes, así como Escorpio, del otro lado del cielo, es una constelación de invierno. Y en Orión está la Gran Nebulosa, cuya foto (que puede verse aquí al lado) saqué este fin de semana. Hágale click para verla un poco más grande, y después siga leyendo...