Clasificación morfológica de las nebulosas planetarias

Clasificación morfológica de las nebulosas planetarias

Clasificación morfológica de las nebulosas planetarias
Una nebulosa planetaria (NP) es una nube brillante formada de plasma y gas, expulsada de las partes exteriores de una estrella con la masa entre 1 y 8 veces la del Sol en los
últimos momentos de su vida. El gas expulsado es ionizando por la radiación emitida desde zonas interiores del núcleo, mucho más calientes, que van quedando al descubierto.
Desempeñan un papel vital en la evolución química de las galaxias, aportando al medio interestelar metales pesados y otros productos de la nucleosíntesis de las estrellas, como
carbono, nitrógeno, oxígeno y calcio.
Hay varios sistemas de clasificación morfológica de las NP, de los que mostraremos los tres de mayor uso.
Clasificación de Vorontsov-Velyaminov
El sistema de Vorontsov-Velyaminov propone seis clases principales y varias subclases. Este es hasta el momento el de mayor aceptación. Este astrofísico ruso descubrió 1.000 NP
entre 1930 y 1960. También es autor, entre otros muchos estudios, de un gran catálogo morfológico de galaxias.
1
Imagen estelar (como una estrella).
2
Disco liso
2a
3
Disco suave más brillante hacia el centro
2b
2c
Disco suave con un brillo uniforme
Disco suave con presencia de estructura de anillo
Disco irregular
3a
Disco irregular con distribución de brillo muy desigual
3b
4
Forma de anillo
5
Forma irregular entre una nebulosa planetaria y una nebulosa difusa
6
Forma anormal y sin una estructura regular (con forma de S de 8, etc.)
Disco irregular con trazas de estructura de anillo
Las estructuras más complejas pueden combinar varias clases o subclases:
3(2)
4(3)
Disco irregular interior y un segundo disco liso exterior
Estructura de anillo y disco
1
2
2a
2b
2c
3
3a
3b
4
5
6
3(2)
4(3)
IC 4997
Humason
1.2
NGC 6572
NGC 3918
Abell 39
NGC 7008
M 97
NGC 246
NGC 6818
NGC 5189
NGC 6302
M 27
M 57
1
El estudio de la morfología de las NP es sumamente importante, pues el grado de simetría en sus formas contiene indicios sobre el proceso de su formación. Por este motivo los
estudios se actualizan constantemente aprovechando siempre los últimos avances tecnológicos. Se cree que en la forma de una NP influye la cantidad de masa de la estrella
progenitora y cómo ha sido la fase final de su vida; en ocasiones los fuertes vientos que emite la estrella son polarizados por interacciones con el material de alrededor o por la
presencia de estrellas compañeras provocando formas muy dispares.
Catálogo Morfológico de Nebulosas Planetarias Galácticas del Hemisferio Norte del IAC
Este catálogo contiene 607 imágenes de 243 NP con tamaños superiores a 4 segundos de arco. Las imágenes fueron obtenidas a través de filtros estrechos centrados en las líneas
de emisión nebular más importantes: [O III] 5007 Å, H-alfa 6563 Å y [N II] 6584 Å. Se excluyeron los objetos compactos, en los que no puede resolverse ningún detalle morfológico y
se establecieron 5 clases morfológicas principales.
Un estudio derivado del anterior corroboró que el 60% de NP son elípticas, el 26% son redondas, y el 14% son bipolares o cuadrupolares. También se puso de manifiesto que la
distribución espacial de las NP varía en función de los tipos morfológicos: de hecho, las bipolares se encuentran más cerca del plano galáctico que cualquier elíptica o redonda.
Nebulosas planetarias redondas
De evidente simetría, sin ninguna desviación marcada de la forma circular.
Nebulosas planetarias elípticas
Presentan dos ejes de simetría sin estrechamiento en el eje menor.
Nebulosas planetarias bipolares
Presentan dos ejes de simetría con un estrechamiento en su zona central que crea dos lóbulos.
Nebulosa planetarias cuadrupolares
con dos pares de lóbulos, orientados en diferentes direcciones.
Nebulosas planetarias con simetría central
No existe simetría con respecto a ningún eje. Las componentes morfológicas aparecen reflejadas con respecto al centro.
Redonda
Redonda
Elíptica
Elíptica
Bipolar
Bipolar
Cuadrupolar
Cuadrupolar
Simetría
central
Simetría
central
M 97
Abell 39
M 27
M 57
He2 437
NGC 6302
M2 46
M3 28
IC 4634
PC 19
Fuente: Catálogo Morfológico de Nebulosas Planetarias Galácticas del Hemisferio Norte del IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias)
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La clasificación anterior del IAC fue realizada por Arturo Manchado. Anteriormente, otro importante estudio es el presentado por Schwarz (1992-3) y Corradi & Schwar (1995) sobre
400 NP en donde describieron cuatro clases morfológicas: elípticas (incluyendo las redondas), bipolares, de punto simétrico, e irregulares.
Todos estos esquemas anteriores se basan en la toma de imágenes con base en tierra, lo que da una resolución angular típica de ≳ 1 ", que impide el reconocimiento de
los rasgos morfológicos físicos pequeños o en multipolares que tienen “cinturas” muy brillantes comparadas con sus lóbulos, pueden ser confundidas co n figuras elípticas.
Nuevo sistema de clasificación de Nebulosas Planetarias Jóvenes con imágenes del Telescopio Espacial Hubble
Este trabajo ha sido realizado en 2007 por Raghvendra Sahai, Mark R. Morris y Gregory G. Villar.
Actualmente se han podido aprovechar las capacidades del Telescopio Espacial Hubble para realizar estudios sobre las NP con un nivel de detalles sin precedentes. En este trabajo,
se propone un sistema integral de clasificación morfológica de Proto NP y NP jóvenes (pues los resultados encontrados entre las dos clases son cualitativamente similares). Consta
de siete clases principales basadas en la forma general (en esta página) y varias categorías secundarias (en la página siguiente) de características relacionadas con
propiedades específicas y que pueden ser adicionales a cualquiera de las clases principales.
B (bipolar)
Dos lóbulos diametralmente opuestos, centrados en la estrella central de donde emanan más estrechos.
M (multipolar)
Representa los objetos que tienen dos o más pares de lóbulos principales cuyos ejes no están alineados.
E (alargada)
Son las NP que se alargan a lo largo de un eje específico, es decir, no son redondos.
I (irregular)
Objetos que no muestran ninguna simetría geométrica obvia, como la simetría axial o de punto
R (redonda)
Los objetos redondos. La asimetría máxima para que un objeto sea clasificado como R en lugar de E es <10%.
L (par de lóbulos colimados)
Objetos que tienen lóbulos colimados sin ninguna constricción en el centro
S (brazos espirales)
Su estructura más prominente tiene forma de espiral de dos brazos, aunque no suelen llegar hasta el centro.
B,o,t,an,sk,i M,c,t,*,ps(m)
b,h(e)
,h(a)
B,c,t,*,h
PK 000+17D1
PK 352-07D1
PK 006-02D5
M,bcr(o),
ps(m),h(a)
PK 002-04D1
E,c,ib,h
PNG
006.1+08.3
E,c,*,ib,wv,p
r,ps(s),h
I,*,ps(s),h
PK 258-00D1
PK 010-06D1
I,t,*,h(i)
R,h
L,t,*,ps(s,t),h
S,*
PK 068-02D1
PNG
357.2+02.2
PNG
008.2+06.8
PK 032+07D2
Azul negrita: la primera letra en mayúscula corresponde a la forma de la clase principal y las siguientes letras en minúsculas corresponden a las categorías secundarias de características
Referencia: The Astronomical Journal Volume 141 Number 4 Raghvendra Sahai et al. 2011 The Astronomical Journal 141 134 doi:10.1088/0004-6256/141/4/134
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Nuevo sistema de clasificación de Nebulosas Planetarias Jóvenes con imágenes del Telescopio Espacial Hubble (2007) Raghvendra Sahai, Mark R. Morris y Gregory G. Villar.
Categorías secundarias de características relacionadas con propiedades específicas y que pueden ser adicionales a cualquiera de las clases principales.
Lóbulos
o
Lóbulos abiertos en los extremos.
c
Lóbulos cerrados en los extremos.
Región central
w
Región central relativamente oscura y cintura oscurecida.
t
Región central brillante y estructura toroidal.
bcr
Región central brillante y estructura de barril.
bcr(c) Barril de extremos cerrados.
bcr(o)
Barril de extremos abiertos.
bcr(i)
Estrella central
*
Estrella central evidente en imágenes ópticas.
Otras características nebulares
an
Ansas (“asas”, nudos en extremos de chorros bipolares).
ml
Lóbulos menores.
sk
Estructura como de falda alrededor de lóbulos primarios.
ib
Burbuja interior dentro de la nebulosa primaria.
wv
Estructura de modelado, tal como un tejido o un moteado.
rg
Anillos proyectados en lóbulos.
rr
Rayos radiales
ir
Estructura nebular irregular falta de simetría; característica no cubierta ni por las clasificaciones principales ni por las secundarias.
ps(an)
Debido a ansas diametralmente opuestas.
ps (ib)
Burbuja interior tiene estructura de punto simétrico.
ps(t)
La cintura tiene una estructura de punto simétrico.
h
Halo presente.
h(e)
Halo alargado.
h(i)
Halo de forma indeterminada.
h(a)
Halo con centro-simétrico como forma de arco.
h(sb)
Halo muestra haces proyectados
Punto de simetría
Halo
pr
*(nnn)
Estructura irregular en el interior del “barril”
Desplazamiento máximo en milisegundo de arco de la estrella central
respecto al centro de simetría de una o más nebulosas.
Uno o más pares de rayos salientes diametralmente opuestos sobre la forma geométrica primaria.
h(d)
ps(m) Debido a la presencia de varios pares de lóbulos diametralmente opuestos.
ps(s)
La forma geométrica general de lóbulos es el punto simétrico.
ps(bcr) Región central en forma de barril tiene estructura de punto simétrico.
Halo con un borde exterior marcado, o presenta una discontinuidad en su interior.
Referencia: The Astronomical Journal Volume 141 Number 4 Raghvendra Sahai et al. 2011 The Astronomical Journal 141 134 doi:10.1088/0004-6256/141/4/134