Medio interestelar para niños
En astronomía, el medio interestelar (conocido como ISM por sus siglas en inglés) es todo el material y la energía que se encuentran en el espacio interestelar. Este medio es muy importante en la astrofísica porque conecta lo que ocurre en las estrellas con lo que pasa en las galaxias. Las estrellas nacen en las zonas frías del medio interestelar. A cambio, las estrellas devuelven materia y energía al medio a través de sus vientos y las explosiones de supernovas. Esta interacción entre las estrellas y el medio interestelar decide qué tan rápido una galaxia usa su gas y, por lo tanto, cuánto tiempo puede seguir formando estrellas.
El medio interestelar es un tipo de plasma muy, muy diluido, mucho más que cualquier cosa que encontremos en la Tierra. Su densidad varía mucho, desde casi nada en las zonas más calientes hasta un poco más en las más densas. En promedio, hay aproximadamente un átomo de hidrógeno por cada centímetro cúbico. Este medio está formado por tres cosas principales: materia común, rayos cósmicos y campos magnéticos.
El medio interestelar es una mezcla de polvo y gas. La mayor parte (alrededor del 99%) es gas, y solo un 1% es polvo. El gas está compuesto principalmente por hidrógeno (casi el 91%) y helio (alrededor del 9%). El resto son elementos más pesados, que los astrónomos llaman "metales". Una parte de estos metales se agrupa formando pequeños granos de polvo en las regiones más frías y densas del medio interestelar.
Contenido
¿Cómo afecta el medio interestelar a la luz de las estrellas?
La presencia de gas y polvo en el espacio puede hacer que la luz de las estrellas se vea más débil o cambie de color. Esto se llama extinción estelar. Por ejemplo, la luz azul se absorbe más que la luz roja. Esto hace que las estrellas lejanas se vean más rojizas, un efecto llamado enrojecimiento. Por eso, los telescopios de infrarrojos son muy útiles para ver a través de estas nubes de polvo.
Otro efecto interesante es la polarización de la luz. Esto ocurre porque los granos de polvo no son redondos, sino un poco alargados. Los campos magnéticos en el espacio los alinean, y esto hace que la luz que los atraviesa se polarice. Este fenómeno nos ayudó a descubrir que existen campos magnéticos organizados en el medio interestelar.
Fases del medio interestelar
El medio interestelar se divide en diferentes "fases" según la temperatura del gas:
- Muy caliente: Millones de kelvin.
- Caliente: Miles de kelvin.
- Frío: Decenas de kelvin.
Algunas estructuras importantes que se estudian en el medio interestelar son las nubes moleculares, las nubes interestelares, los restos de supernovas (lo que queda después de una explosión estelar), las nebulosas planetarias y otras estructuras difusas.
Las sondas espaciales Voyager 1 y Voyager 2 han viajado muy lejos y han llegado al medio interestelar. La Voyager 1 lo alcanzó el 25 de agosto de 2012, siendo el primer objeto hecho por humanos en hacerlo. La Voyager 2 la siguió el 5 de noviembre de 2018. Estas sondas están ayudando a los científicos a estudiar el plasma y el polvo de esta región.
Componentes del medio interestelar
El medio interestelar en nuestra Vía Láctea tiene varios componentes con diferentes características:
- Nubes moleculares: Son muy densas y frías (10-20 K). Aquí el hidrógeno es molecular. Son los lugares donde nacen las estrellas.
- Medio neutro frío (CNM): Un poco más cálido (50-100 K) y menos denso. El hidrógeno es atómico y neutro.
- Medio neutro templado (WNM): Más caliente (6000-10000 K) y menos denso. El hidrógeno también es atómico y neutro.
- Medio ionizado templado (WIM): Similar en temperatura al WNM, pero el hidrógeno está ionizado (ha perdido sus electrones).
- Regiones H II: Son zonas muy calientes (8000 K) y densas donde el hidrógeno está ionizado. Se forman alrededor de estrellas muy jóvenes y calientes.
- Gas coronal (Medio ionizado caliente, HIM): Es la fase más caliente (millones de K) y menos densa. El hidrógeno y otros metales están muy ionizados.
¿Cómo se mantienen estas fases?
Los científicos han propuesto modelos para explicar cómo estas diferentes fases del medio interestelar pueden coexistir. La idea principal es que las fases están en un equilibrio de presión. Las regiones calientes tienen baja densidad de partículas, mientras que las regiones frías son más densas.
Las explosiones de supernovas y los vientos de estrellas muy grandes inyectan mucha energía en el medio interestelar. Esto calienta el gas a temperaturas muy altas, creando la fase coronal. A medida que este gas se enfría, puede formar las otras fases. Las estrellas jóvenes y calientes también emiten luz que puede ionizar el hidrógeno, creando las regiones H II.
El medio interestelar en diferentes galaxias
La mayoría de lo que sabemos sobre el medio interestelar se basa en galaxias espirales como la Vía Láctea. En estas galaxias, casi todo el medio interestelar se encuentra en un disco relativamente delgado. Este disco gira alrededor del centro de la galaxia.
La rotación de las galaxias espirales afecta la forma del medio interestelar. Por ejemplo, los brazos espirales que vemos en estas galaxias son regiones donde el gas y el polvo se comprimen. Esta compresión a menudo desencadena la formación de nuevas estrellas.
Las galaxias irregulares, como las Nubes de Magallanes, tienen un medio interestelar similar al de las espirales, pero menos organizado. En las galaxias elípticas, el medio interestelar está casi todo en la fase muy caliente. Esto se debe a que no hay un disco que mantenga el gas frío lejos del centro, y por eso, hay poca formación de estrellas en estas galaxias.
Estructuras del medio interestelar
Los astrónomos describen el medio interestelar como "turbulento". Esto significa que el gas tiene movimientos casi aleatorios en muchas escalas diferentes. A menudo, estos movimientos son más rápidos que la velocidad del sonido. Las colisiones entre nubes de gas a estas velocidades crean ondas de choque que comprimen y calientan el gas, formando estructuras complejas.
Las estrellas nacen en el interior de grandes nubes moleculares. Durante su vida y al morir, las estrellas interactúan con el medio interestelar. Los vientos estelares de los cúmulos de estrellas jóvenes y las ondas de choque de las supernovas liberan enormes cantidades de energía. Esto crea estructuras como burbujas y superburbujas de gas caliente, que se pueden observar con telescopios.
Nuestro Sol se mueve a través de una pequeña región del medio interestelar llamada Nube Interestelar Local. Esta nube es parte de una región más grande y menos densa conocida como la Burbuja Local.
En octubre de 2020, los astrónomos notaron un aumento inesperado en la densidad del espacio más allá de nuestro sistema solar, detectado por las sondas Voyager 1 y Voyager 2. Esto sugiere que hay un cambio importante en la densidad del medio interestelar en la dirección de la nariz heliosférica (la parte del sistema solar que se encuentra con el medio interestelar).
Cerca del centro de la mayoría de las galaxias, el medio interestelar es muy diferente debido a la presencia de un agujero negro supermasivo central.
Historia de su descubrimiento
Al principio, los astrónomos pensaban que el espacio era un vacío total. En 1913, el explorador y físico noruego Kristian Birkeland fue uno de los primeros en sugerir que el espacio no solo contiene plasma, sino también "materia oscura". Él escribió que era razonable pensar que la mayor parte de la masa del universo no está en los sistemas solares o nebulosas, sino en el espacio "vacío". Johannes Franz Hartmann encontró las primeras pruebas de la existencia de este medio.
Galería de imágenes
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Mapa que muestra el Sol situado cerca del borde de la Nube Interestelar Local y Alfa Centauri a unos 4 años luz de distancia en el complejo vecino G-Cloud
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Estructura tridimensional en Pilares de la Creación.
Véase también
En inglés: Interstellar medium Facts for Kids
