Nube molecular - Qué es, formación, tipos y colapso

¿Qué es una nube molecular?

Las nubes moleculares son regiones densas y frías del espacio donde predominan moléculas como el hidrógeno molecular (H₂) y pequeñas cantidades de monóxido de carbono (CO). Estas nubes son los principales reservorios de materia para la formación de estrellas y planetas en las galaxias.

Se encuentran dispersas en los brazos espirales de galaxias como la Vía Láctea y se caracterizan por su opacidad a la luz visible, debido al polvo que absorbe y dispersa la luz. Por este motivo, muchas nubes moleculares se identifican a través de emisiones infrarrojas o radiotelescopios.

Propiedades y composición de las nubes moleculares

Las nubes moleculares presentan características únicas:

• Temperatura baja: Generalmente entre 10 y 20 Kelvin (-263 a -253 °C), lo que permite que los átomos se combinen en moléculas.
• Densidad: Su densidad varía, con zonas centrales mucho más densas, alcanzando hasta 1 millón de partículas por cm³.
• Composición química: Principalmente hidrógeno molecular (H₂), seguido de monóxido de carbono (CO), agua (H₂O), amoníaco (NH₃), y compuestos orgánicos simples como metanol (CH₃OH).
• Dimensiones: Desde pequeñas nubes oscuras de algunos años luz hasta gigantescas nubes moleculares de cientos de años luz.

Proceso de formación de las nubes moleculares

Las nubes moleculares comienzan como regiones de gas difuso en el medio interestelar que, bajo ciertas condiciones, colapsan debido a la gravedad y forman estructuras más densas. Este proceso inicial requiere la interacción de ondas de choque provenientes de explosiones de supernovas, colisiones de galaxias u otros eventos cósmicos.

Durante su formación, el material interestelar acumula moléculas, ayudado por la protección contra la radiación ultravioleta proporcionada por el polvo presente en estas regiones. Este entorno químico y físico único permite que las nubes moleculares evolucionen hacia regiones de alta densidad listas para formar estrellas.

Tipos de nubes moleculares

• Nubes moleculares gigantes: Con masas de hasta varios millones de veces la del Sol, abarcan cientos de años luz y suelen contener múltiples regiones de formación estelar.
• Nubes moleculares oscuras: Son opacas a la luz visible y albergan altas concentraciones de polvo interestelar. Ejemplo: la Nebulosa Cabeza de Caballo.
• Globulos de Bok: Pequeñas nubes oscuras que suelen ser sitios de formación de estrellas individuales o sistemas binarios.
• Regiones HII: Áreas ionizadas alrededor de estrellas jóvenes masivas que interactúan con las nubes moleculares cercanas.

Fases del colapso gravitacional en las nubes moleculares

• Inestabilidad de Jeans: Ocurre cuando la fuerza gravitatoria supera la presión térmica, iniciando el colapso de la nube.
• Fragmentación: La nube se divide en múltiples núcleos más pequeños, que darán lugar a cúmulos de estrellas.
• Formación de protoestrellas: Los fragmentos densos alcanzan temperaturas altas en sus núcleos, iniciando la formación de protoestrellas.
• Nacimiento estelar: Las protoestrellas evolucionan hacia estrellas jóvenes, expulsando el gas restante mediante vientos estelares.

Importancia de las nubes moleculares en la formación estelar

Las nubes moleculares son fundamentales para comprender la evolución estelar y galáctica. Actúan como reservorios de materia prima donde nacen nuevas estrellas y sistemas planetarios. Su estudio permite entender los ciclos de vida de las estrellas y cómo afectan al medio interestelar.

Además, estas nubes desempeñan un papel clave en la dinámica de las galaxias, indicando regiones activas de formación estelar y proporcionando pistas sobre las interacciones gravitacionales entre galaxias y su evolución a largo plazo.

Curiosidades y datos interesantes sobre las nubes moleculares

• Cuna estelar: Regiones famosas como la Nebulosa de Orión son sitios activos de formación de estrellas dentro de nubes moleculares.
• Reservorios de materia oscura: Representan una porción significativa de la masa en galaxias como la Vía Láctea.
• Química cósmica: Contienen moléculas orgánicas que podrían ser precursores de la vida.
• Duración limitada: Su tiempo de vida es relativamente corto, de unos pocos millones de años, antes de colapsar o dispersarse.