Los cumulos abiertos

Quizá te lo hayas preguntado alguna vez. ¿Qué diferencia hay entre los cúmulos globulares y los cúmulos abiertos? A fin de cuentas, los dos hacen referencia a agrupaciones de estrellas que podemos encontrar en nuestra galaxia (y en muchas otras)…

Son formaciones efímeras

El cúmulo abierto NGC 3572 y la región que lo rodea. Crédito: ESO/G. Beccari

El cúmulo abierto NGC 3572 y la región que lo rodea.
Crédito: ESO/G. Beccari

Los cúmulos abiertos son grupos de hasta varios miles de estrellas, muy jóvenes, que se han formado en una misma nube molecular. Es decir, todas sus estrellas tienen una edad muy similar. Las estrellas de un cúmulo abierto están ligadas gravitacionalmente entre sí, pero terminan dispersándose a medida que sufren encuentros cercanos con otros cúmulos, el medio interestelar, e incluso por interacciones entre sus propias estrellas.

Esa es la principal diferencia con un cúmulo globular. Estos últimos son mucho más densos (y masivos) y sus estrellas ejercen una atracción gravitacional mucho más intensa entre sí, lo que permite que puedan sobrevivir como cúmulo durante mucho más tiempo. Mientras los cúmulos globulares están entre los objetos estelares más viejos que podemos observar en la galaxia, los cúmulos abiertos suelen terminar dispersándose en unos pocos cientos de millones de años. Si son lo suficientemente masivos, quizá sobrevivan algunos miles de millones de años.

La vida de un cúmulo abierto

Otro cúmulo abierto muy colorido: NGC 3590. Crédito: ESO/G. Beccari

Otro cúmulo abierto muy colorido: NGC 3590.
Crédito: ESO/G. Beccari

Cuando una nube molecular comienza a colapsar sobre sí misma, el proceso provoca que se vaya formando una nube cada más densa (y más pequeña). Eventualmente, parte de la nube gigante molecular termina teniendo un tamaño y densidad suficientes para provocar el nacimiento de varios miles de estrellas. En la Vía Láctea, se calcula que cada pocos miles de años se forman nuevos cúmulos abiertos.

El proceso es similar en todos los casos. Las estrellas recién nacidas son muy calientes y muy masivas (de tipo OB). Emiten una radiación ultravioleta muy intensa que ioniza el gas que la rodea en el interior de la nube molecular. Así se forma uno de los tipos de nebulosas de los que he hablado en alguna ocasión: una región HII. Los vientos estelares y la presión de la radiación de esas estrellas provoca que el gas ionizado de la nube molecular sea expulsado.

Esta imagen muestra el interior de una región de la Nebulosa de Orión. En la izquierda vemos la región en el espectro visible, mientras la derecha nos muestra, en infrarrojo, el denso cúmulo abierto que se está formando en su interior. Crédito: NASA

Esta imagen muestra el interior de una región de la Nebulosa de Orión. En la izquierda vemos la región en el espectro visible, mientras la derecha nos muestra, en infrarrojo, el denso cúmulo abierto que se está formando en su interior.
Crédito: NASA

Esas estrellas tan masivas y tan calientes suelen tener una vida muy breve, de sólo unas pocas decenas de millones de años, así que poco tiempo después, el cúmulo experimentará su primera supernova. Eso provocará que se expulse más gas de la zona que lo rodea. En sólo unas decenas de millones de años desde su formación, la región se queda sin gas y ya no hay formación de estrellas en su interior. A partir de ese momento, que todas estas estrellas se conviertan en un cúmulo abierto es una mera cuestión de números. Si no son suficientes, en su lugar tendremos una asociación estelar. Es decir agrupaciones de estrellas que viajan más o menos en la misma dirección y a la misma velocidad pero no están unidas por su gravedad.

Si hay una cantidad de estrellas, suficientemente alta, ligadas gravitacionalmente entre sí, tendremos un cúmulo abierto. Sin embargo, eso no quiere decir que todas las estrellas que nacieron en la nube integren el cúmulo. Es más bien al contrario. Un cúmulo abierto como las Pléyades (seguramente el más conocido) puede que sólo tenga una tercera parte de las estrellas que lo componían originalmente. El resto pasan a orbitar alrededor de la galaxia sin experimentar ninguna ligación gravitacional al resto de compañeras con las que nacieron.

Dónde se encuentran los cúmulos abiertos

El famosísimo cúmulo abierto de las Pléyades. Crédito: NASA, ESA, AURA/Caltech, Palomar Observatory

El famosísimo cúmulo abierto de las Pléyades.
Crédito: NASA, ESA, AURA/Caltech, Palomar Observatory

De una misma nube molecular pueden surgir varios cúmulos abiertos. En la Gran Nube de Magallanes, por ejemplo, se están formando dos cúmulos abiertos (Hodge 301 y R136) a partir de la Nebulosa de la Tarántula. En nuestra propia Vía Láctea, analizando el movimiento que siguen, parece que los cúmulos de las Híades y el del Pesebre se formaron en la misma nube molecular hace unos 600 millones de años. A veces, incluso pueden formar un cúmulo binario. Es el caso de NGC 869 y NGC 884, a los que conocemos como el Cúmulo Doble. En nuestra galaxia sabemos que hay, como mínimo, otros diez más; también sabemos que existen muchos en las Nubes de Magallanes.

El cúmulo abierto R136, en la Gran Nube de Magallanes. Crédito: NASA, ESA, F. Paresce

El cúmulo abierto R136, en la Gran Nube de Magallanes.
Crédito: NASA, ESA, F. Paresce

En las galaxias espirales, los cúmulos abiertos se forman principalmente en los brazos, donde la densidad del gas interestelar es más elevado, y donde ocurre la mayor parte de la formación de estrellas. Suelen dispersarse antes de que hayan tenido tiempo de viajar más allá del brazo en el que nacieron. En las galaxias irregulares pueden aparecer en cualquier lugar en el que la concentración de gas sea muy elevada. En las galaxias elípticas, sin embargo, no hay cúmulos abiertos. En ellas, la formación de estrellas terminó hace millones de años y los cúmulos abiertos que hubo en ellas se dispersaron hace mucho tiempo.

En nuestra galaxia hay más de 1.100 cúmulos abiertos, y su distribución depende de su edad. Los más viejos están a mayor distancia del centro galáctico y pueden estar muy por encima o por debajo del plano galáctico. Cuanto más cerca se está del centro de la galaxia más intensas son las fuerzas de marea que aceleran la dispersión de los cúmulos.

Cúmulos abiertos y cúmulos globulares

El cúmulo abierto Westerlund 1. Crédito: ESO/VPHAS+ Survey/N. Wright

El cúmulo abierto Westerlund 1.
Crédito: ESO/VPHAS+ Survey/N. Wright

Casi todas las estrellas (o posiblemente todas) nacen como cúmulos estelares, ya sean globulares o abiertos. Es decir, son el bloque fundamental de una galaxia. La mayor parte de cúmulos abiertos tienen, como mínimo, alrededor de un centenar de estrellas y una masa de unas cincuenta veces las del sol. Uno de los más masivos conocidos, Westerlund 1, tiene una masa estimada de 63.000 veces la del Sol, que lo acerca a los cúmulos globulares.

Los cúmulos globulares y los abiertos son muy diferentes. Los primeros están compuestos por cientos de miles de estrellas y son increíblemente viejos (casi tanto como la propia galaxia). Su atracción gravitacional es enorme y pueden mantenerse como cúmulo globular durante decenas de miles de millones de años. Por su parte, los cúmulos abiertos son formaciones que en sólo cuestión de cientos de millones de años se ven dispersas, y están compuestos por estrellas muy jóvenes.

Visualmente, sin embargo, puede ser difícil apreciar la diferencia entre un cúmulo globular muy disperso y un cúmulo abierto muy rico. La imagen de Westerlund 1, que acompaña este bloque del artículo, seguramente sería tomado como un cúmulo globular por muchos. Es posible que esa similitud sea una indicación de que ambos cúmulos se forman a través del mismo mecanismo, y que la única diferencia es que las condiciones que permitieron que se formasen esos cúmulos globulares tan densos ya no se den en la Vía Láctea.

Las rezagadas azules

El Cúmulo Doble. Crédito: Genuson/Wikipedia

El Cúmulo Doble.
Crédito: Genuson/Wikipedia

Por último, hay que destacar que los cúmulos abiertos (y los globulares) contienen algunas estrellas azules que parecen ser mucho más jóvenes que el resto de la aglomeración en la que se encuentran. A esas estrellas las llamamos rezagadas azules y creemos que se forman cuando hay una colisión entre estrellas (que da lugar a la creación de una estrella mucho más masiva y caliente), o bien que se originan cuando un sistema binario se convierte en una sola estrella.

Es decir, una estrella roba el material a otra cuando están demasiado cerca, y eso provoca que se convierta en una estrella más masiva y más azul, dándole la apariencia de ser mucho más joven y no pertenecer al cúmulo, cuando en realidad se formó en el mismo momento que el resto de sus compañeras.

En definitiva, los cúmulos abiertos son especialmente útiles para estudiar la evolución estelar porque tienen una edad y composición química muy similar. Algunos de los cúmulos son visibles a simple vista (como es el caso de las Pléyades, las Híades y el Cúmulo de Alfa Persei). Otros, como el Cúmulo Doble o el Cúmulo del Pato Salvaje, son visibles con la ayuda de prismáticos astronómicos y telescopios…

Referencias: Wikipedia

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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6 Respuestas

  1. Aborash dice:

    Vale, sí que vas a poner el tiempo estimado de lectura jeje

  2. valeri dice:

    ok muy bakano

  3. Arnoldo De la Hoz dice:

    En las noches puedo, aunque de manera muy tenue, el cúmulo abierto de las Pléyades.

  1. 12 abril, 2016

    […] capturado por el Sol (en las primeras etapas de nuestra estrella, cuando todavía era parte de un cúmulo abierto y, por tanto, la distancia entre estrellas era mucho menor), pero de momento sólo podemos suponer […]

  2. 11 julio, 2017

    […] nuevo estudio que se fija en este tipo de objeto. En concreto, se centra en las enanas marrones en cúmulos abiertos. Tiene todo el sentido del mundo. Es el lugar en el que se forman las estrellas jóvenes. Vale la […]

  3. 2 octubre, 2017

    […] oportunidad para observar NGC 869: El cúmulo abierto NGC 869 estará en una buena situación para su observación. Es necesario disponer de un cielo lo […]

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