Nebulosa fosca

Una nebulosa fosca o nebulosa d'absorció és un tipus de núvol interestel·lar fosc que bloqueja la llum procedent dels estels, de les nebuloses d'emissió o de reflexió que hi hagi darrere seu.^[1] En astronomia aquesta absorció de la llum s'anomena extinció.^[2] Aquest tipus de nebuloses només es poden observar com a extrusions fosques, com una silueta, contra les nebuloses brillants que hi hagi al seu darrere, o com a regions buides o amb molt pocs estels en una regió brillant del cel. La forma d'aquests núvols foscos és molt irregular, no presenten uns límits clarament definits i de vegades prenen formes serpentejants i enrevessades. A les galàxies externes s'observen sovint contra els braços espirals i apareixen com a bandes fosques.^[1]

Aquest article o secció s'està elaborant i està inacabat. L'usuari Antoni Salvà hi està treballant i és possible que trobeu defectes de contingut o de forma. Comenteu abans els canvis majors per coordinar-los. Aquest avís és temporal: es pot treure o substituir per {{incomplet}} després d'uns dies d'inactivitat. Fou afegit el Octubre de 2025.

Imatge de la coneguda nebulosa fosca del Cap de cavall (Barnard 33), a la constel·lació d'Orió

Característiques

Totes les nebuloses observades a la Via Làctia són formes de matèria interestel·lar, és a dir, el gas entre les estrelles que gairebé sempre va acompanyat de grans sòlids de pols còsmica. El seu aspecte difereix molt, depenent no només de la temperatura i la densitat del material observat, sinó també de com el material està situat espacialment respecte a l'observador. La seva composició química, però, és força uniforme; correspon a la composició de l'univers en general, ja que aproximadament el 90 % dels àtoms constituents són hidrogen i gairebé tota la resta són heli, amb oxigen, carboni, neó, nitrogen i els altres elements junts que constitueixen uns dos àtoms per cada mil. Segons l'aspecte, les nebuloses es poden dividir en dues grans classes:

• Nebuloses brillants: són nebuloses que apareixen com a superfícies brillants feblement lluminoses; o bé emeten la seva pròpia llum o bé reflecteixen la llum dels estels propers.
• Nebuloses fosques: apareixen com a taques negres de forma irregular al cel i tapen la llum dels estels que es troben més enllà.^[3]

Les nebuloses fosques són núvols moleculars molt densos i freds; contenen aproximadament la meitat de tot el material interestel·lar. Malgrat que l'absorció és causada per la pols interestel·lar, a la seva composició hi predomina l'hidrogen molecular (dihidrogen, H₂). Les densitats típiques van des de centenars fins a milions (o més) de molècules d'hidrogen per centímetre cúbic.^[3] La pols només suposa el 0,1 % de la massa d'una nebulosa fosca, però es creu que té un paper important en la formació de molècules a l'espai, atès que la superfície de les partícules de pols ofereixen un lloc als àtoms on adherir-se i combinar-se en molècules.^[4] El seu poder d'atenuació de la llum deriva dels seus petits grans (alguns contenen tan sols 50 àtoms, altres més de 10 000) de grafit (carboni), silicats (silici), gel (aigua) i possiblement metalls com el ferro i l'alumini. Aquests núvols enfosqueixen els estels que hi ha darrere tan dispersant com absorbint la llum que emeten. Ambdós processos afecten la llum blava més que la llum vermella (la major part de la pols terrestre es comporta de la mateixa manera); per tant, els estels que es veuen a través d'un núvol de pols en primer pla s'envermelleixen i s'atenuen. De fet, les nebuloses fosques són transparents a la radiació infraroja de longitud d'ona llarga, a les microones i a les ones de ràdio. El procés de dispersió és, en efecte, la reflexió: els fotons de la llum dels estels simplement es redirigeixen. Tanmateix, quan un gra de pols absorbeix un fotó blau o ultraviolat de llum estel·lar, s'escalfa i després reirradia l'energia del fotó a longituds d'ona infraroges. Com que es van formar recentment a partir de núvols moleculars gegants de gas i pols, pràcticament tots els estels gegants i supergegants O i B calents i molt lluminosos es troben a prop de nebuloses fosques, i gran part de la seva radiació blava i ultraviolada és absorbida per la pols interestel·lar i reemesa en l'infraroig, de manera que la Via Làctia (i altres galàxies espirals similars) són en realitat més brillants en l'infraroig que en la llum visible.^[5]

Anomenat informalment el «Dit de Déu» o «Ocell de Déu» per la seva forma suggestiva, aquest glòbul de Bok de dos anys llum de llargada es troba dins de la nebulosa de la Quilla.

L'interior d'aquests núvols és força fred, típicament de només 10 K (–263 °C), que els permet de col·lapsar sota la seva pròpia gravetat en estels. Per tant, aquests núvols són els llocs on es formen nous estels a través del col·lapse gravitatori d'algunes de les seves parts. La major part del gas restant es troba en el medi interestel·lar difús, relativament discret a causa de la seva densitat molt baixa (aproximadament 0,1 àtoms d'hidrogen per cm³) però detectable per la seva emissió de ràdio de la línia de 21 cm d'hidrogen neutre.^[3] Les nebuloses fosques tenen una mida que oscil·la entre els minúsculs glòbuls de Bok fins a estructures visibles a ull nu com la nebulosa del Sac de Carbó a la Creu del Sud o el gegantí núvol complex de Rho Ophiuchi que abasta 10 000 graus quadrats, el 2 % del cel.^[4] La foscor d'aquests núvols, doncs, no és conseqüència de la densitat sinó de la profunditat: tenen desenes, de vegades centenars, d'anys llum de gruix.^[5]

Atès que no ofereixen característiques visibles, que es puguin observar amb dispositius òptics, el seu estudi s'ha de fer sobre la base de les seves emissions de radiació infraroja, astronomia infraroja, i de ràdio, radioastronomia.^[1] Els núvols moleculars que no es retallen sobre fons brillants es poden «veure» per les longituds d'ona de ràdio de baixa energia emeses pels seus components traça, en particular per les seves molècules de monòxid de carboni, que irradien microones de longitud d'ona d'1,3 i 2,6 mm. El que s'ha descobert a partir de les observacions de ràdio de monòxid de carboni és que tres quartes parts dels mil milions de masses solars de gas molecular fred de la nostra galàxia es troben dins de l'òrbita del Sol al voltant del centre galàctic. Tanmateix, les nebuloses fosques no són realment opaques: una mica de llum de fons sí que s'hi filtra (16 % en el cas de la del Sac de Carbó). A més, la foscor relativa d'un núvol de pols també es pot veure afectada per la quantitat d'estels en primer pla que hi ha entre el núvol i nosaltres. El nombre d'estels en primer pla per unitat d'àrea del cel que apareixen en una nebulosa fosca pot donar una idea aproximada de la seva distància; en cas contrari, les distàncies dels núvols de pols que no estan òbviament involucrats amb regions H II i associacions estel·lars poden ser molt difícils de jutjar.

Història

William Herschel.

L'any 1785, l'astrònom germano-britànic William Herschel (1738-1822) publicà a la revista Philosophical Transactions una memòria que contenia la notable secció «Una obertura o forat». En ella, Herschel hi descriu un insòlit espai vacant a la constel·lació de l'Escorpió. Aquesta qüestió caigué en l'oblit fins que la seva germana, Caroline Herschel (1750-1848) inicià una correspondència amb el seu nebot John Herschel (1792-1781) l'any 1833. Aquesta contenia les espectaculars paraules de Herschel: «Hier ist wahrhaftig ein Loch im Himmel» (‘Veritablement, heus aquí un forat al cel’).^[6]

Barnard 86 a la dreta.

Prop de cent anys més tard, el jesuïta austríac Johann Georg Hagen (1847-1930), director de l'Observatori Vaticà, presentà un candidat espectacular per al ‘forat’, descobert l'any 1857 pel jesuïta i astrònom italià Angelo Secchi (1818-1878) a la constel·lació de Sagitari i que l'astrònom estatunidenc Edward E. Barnard (1857-1923) catalogà posteriorment com la nebulosa fosca Barnard 86 (NGC 6520). La reivindicació de Hagen inicià un debat, principalment al Journal of the British Astronomical Association, sobre la identitat de l'«objecte» de Herschel. Malgrat que la qüestió es pogué aclarir parcialment, encara romanen afirmacions injustificades. Això s'esdevé principalment pel fet que les fonts originals no foren consultades.^[6]

El Catàleg Lynds de Nebuloses Fosques (LDN) fou compilat per l'astrònoma americana Beverly Turner Lynds (1929-2024), conté 1 802 nebuloses fosques, publicat a l'Astrophysical Journal el 1962,^[7] supera amb escreix el de Barnard (B) que en la versió de 1927 conté 369 nebuloses fosques, majoritàriament de l'hemisferi nord fins a declinació -35°.^[8][9] El catàleg Lynds ara es considera un catàleg històric a l'altura dels catàlegs Messier, New General, Index i Sharpless.^[7]

La Gran Escletxa.

Nebuloses fosques més destacades

La Gran Escletxa

Aquestes observacions de ràdio es confirmen per l'aspecte a simple vista de la Via Làctia. Excepte per un tram a la constel·lació de Perseu, on núvols de pols propers (a uns 500 anys llum de distància) l'estrenyen, la meitat de l'anticentre galàctic de la Via Làctia, des de la constel·lació de Cassiopea fins a la constel·lació de la Popa, és una banda força ininterrompuda (encara que tènue). Tanmateix, al llarg de la seva meitat del centre galàctic, gran part de la Via Làctia està dividida per la més visible de totes les nebuloses fosques, la Gran Esquerda, una sèrie de núvols de pols més o menys connectats des de diversos centenars fins a diversos milers d'anys llum de distància que divideix, com una illa llarga i estreta al mig d'un riu, la Via Làctia des de Deneb al sud-oest d'alfa del Centaure. Com que la cadena de núvols de la Gran Esquerda està lleugerament inclinada respecte al pla de la nostra galàxia, surt de la Via Làctia a Ophiuchus, passa per darrere de la regió d'Antares d'Escorpió i es torna a unir a la Via Làctia a Ara. La Gran Escletxa defineix la vora interior del nostre Braç Espiral d'Orió-Cigne. Sovint es veuen línies de pols similars a les vores interiors de les formacions espirals d'altres galàxies (com ara a M31).^[5]

Nebulosa del Sac de Carbó.

Nebulosa del Cap de Cavall (Barnard 33).

El Sac de Carbó

Entre les altres formacions de pols visibles al llarg de la Via Làctia, sens dubte la més famosa és la del Sac de Carbó (Caldwell 99) a la constel·lació meridional de la Creu del Sud. El primer a donar a conèixer l'existència de la nebulosa Sac de Carbó a Europa, el 1499, fou l'explorador espanyol Vicente Yáñez Pinzón (aprox. 1462-1514). Més tard, la nebulosa fou coneguda com a Núvol Fosc de Magallanes, un joc de paraules donat el seu negre aspecte en comparació amb la brillant resplendor dels dos núvols de Magalhães , que són en realitat galàxies satèl·lit de la Via Làctica. Aquestes dues galàxies són clarament visibles al cel austral i van cridar l'atenció dels europeus durant les exploracions de Fernão de Magalhães (c. 1480-1521) al segle segle xvi.^[10] El Sac de Carbó no és tan opac com sembla a les fotos (o com sona el seu nom): hi passa aproximadament un 16 % de la llum estel·lar de fons. Està centrat a uns 550 anys llum de distància, fa entre 50 i 60 anys llum de diàmetre i és simplement una forma separada de la Gran Escletxa. L'anomenat nebulosa del Sac de Carbó septentrional, situat a mig camí entre Deneb i α Cephei, no és tan pronunciat com el veritable Sac de Carbó ni forma part de la Gran Escletxa. Tanmateix, la Nebulosa de la Tubada de 7" de llarg, un esplèndid objecte binocular de 7x que s'estén del SE al SO de θ Ophiuchi, és una altra característica separada de la Gran Escletxa. El Sac de Carbó i la nebulosa de la Pipa en realitat no són núvols de pols excepcionalment grans: semblen grans simplement perquè són relativament a prop.^[5]

El Cap de Cavall

La nebulosa del Cap de Cavall (Barnard 33) és una nebulosa fosca de la constel·lació d'Orió. La nebulosa està situada just sota Alnitak, l'estel més a l'esquerra del cinturó d'Orió, i forma part del gran complex d'Orió. Es troba aproximadament a 1 500 anys llum de la Terra. És una de les nebuloses més identificables per la forma que pren el núvol de pols fosca i gas, de cap de cavall i d'aquí el seu nom. L'astrònoma estatunidenca Williamina Fleming (1857-1911) observà el 1888 per primera vegada la seva forma en la fotografia B2312 presa a l'Observatori del Harvard College.

Galeria de fotos

• 
  Barnard 163.
• 
  Barnard 92.
• 
  Barnard 68 (glòbul de Bok).
• 
  Nebulosa del Con.
• 
  LDN 1689.
• 
  Barnard 72 o Nebulosa de la Serp.
• 
  LDN 673.
• 
  LDN 1774.
• 
  LDN 1622.
• 
  LDN 483.
• 
  Nebulosa de la Caca Fosca.
• 
  Barnard 347 - Nebulosa de la Papallona.
• 
  Barnard 312.
• 
  Nebulosa de la Pipa.
• 
  Nebulosa del Sac de Carbó.

Vegeu també

• Nebulosa
• Nebulosa del Cap de Cavall
• Nebulosa del Con