Nebulosas são vastas regiões de material de formação de estrelas e geralmente os locais de nascimento das estrelas. No entanto, nem toda nebulosa é um berçário estelar, e mesmo as que são podem vir em diferentes tipos. No geral, existem quatro tipos diferentes de nebulosas. Quais são os diferentes tipos de nebulosas e como elas são diferentes umas das outras?
Viveiros Estelares
As nebulosas, onde as estrelas se formam, vêm em dois tipos: nebulosas de reflexão e nebulosas de emissão. Uma nebulosa de reflexão é um berçário estelar que reflete luz em vez de emitir luz . Uma nebulosa de reflexão pode emitir luz, mas a densidade da nebulosa geralmente impede que qualquer luz escape para o espaço . Em vez disso, uma nebulosa de reflexão refletirá a luz de estrelas próximas para o espaço. Curiosamente, como as nebulosas de reflexão refletem em vez de emitir luz, é difícil determinar sua composição exata. Quando os astrônomos geram um espectro de uma nebulosa de reflexão, esse espectro mostrará a composição da luz refletida e, portanto, a composição dos objetos cuja luz está sendo refletida. Pode ser bastante fácil determinar se uma nebulosa é uma nebulosa de reflexão: basta olhar para a cor. As nebulosas de reflexão tendem a espalhar luz azul, então elas são quase sempre azuis.
As nebulosas de emissão são o oposto completo de suas contrapartes reflexivas. As nebulosas de emissão são onde a maioria das estrelas nasce, e a quantidade de energia liberada por tantas estrelas em formação ioniza átomos dentro da nebulosa. Fótons de alta energia excitam átomos próximos, fazendo com que seus elétrons saltem para um nível de energia mais alto. Quando esses elétrons caem de volta ao seu nível de energia original, eles liberam sua energia armazenada na forma de fótons, produzindo luz. Assim, as nebulosas de emissão podem produzir sua própria luz. Por causa disso, os astrônomos podem determinar com precisão a composição das nebulosas de emissão usando espectroscopia. Assim como as nebulosas de reflexão, uma nebulosa de emissão pode ser identificada por sua cor. Átomos de hidrogênio excitados tendem a emitir luz vermelha, então a maioria das nebulosas de emissão são vermelhas.
Nebulosa Planetária
Existem dois tipos de nebulosas que não contêm estrelas em formação. Em vez disso, elas são o produto de estrelas que deixaram de existir, liberando seu material no espaço. Os dois tipos de nebulosas remanescentes estelares são nebulosas planetárias e remanescentes de supernovas.
Cada estrela começa sua vida praticamente da mesma maneira: o colapso gravitacional de uma nuvem de gás hidrogênio. À medida que o hidrogênio se aglomera e forma nuvens gigantescas, a temperatura do hidrogênio aumenta. Uma estrela nasce assim que as condições permitem a fusão de núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio. Enquanto a fusão do hidrogênio ocorre dentro do núcleo de uma estrela, a energia produzida neutraliza a gravidade da estrela , colocando a estrela em um estado de equilíbrio. No entanto, cada estrela contém apenas uma quantidade finita de hidrogênio utilizável. Eventualmente, ele acabará para cada estrela. Para estrelas semelhantes ao Sol , a falta de hidrogênio leva ao acúmulo de hélio no núcleo da estrela. Como as condições são ineficientes para fundir o hélio, a gravidade da estrela assume o controle e a estrela começa a entrar em colapso. À medida que a estrela entra em colapso, as temperaturas e densidades começam a aumentar. Essas mudanças permitem que a estrela funda o hélio em elementos mais pesados, como carbono e oxigênio.
À medida que a estrela começa a fundir elementos mais pesados, a energia do núcleo agora inclina a balança e ultrapassa a gravidade da estrela. A estrela começa a se expandir bem além do seu tamanho original. À medida que a estrela cresce, as temperaturas da superfície se dispersam sobre uma área de superfície maior. O resultado é um resfriamento gradual das camadas externas da estrela, dando à estrela uma cor vermelha. Nesse estágio, a estrela se tornou uma gigante vermelha. Esse processo de contração e expansão pode ocorrer várias vezes à medida que diferentes átomos se acumulam e se fundem no núcleo da estrela. Embora a estrela possa ter se expandido para muitas vezes seu tamanho original, sua massa na verdade vem diminuindo. À medida que a estrela se expande, sua própria gravidade não é forte o suficiente para manter tudo unido. As camadas externas da estrela começam a evaporar da estrela. Eventualmente, a estrela perde a maior parte de seu material, criando uma concha de material estelar e se torna uma nebulosa planetária.
Remanescente de supernova
Estrelas de alta massa morrem de uma forma muito diferente das estrelas de baixa massa. Como sua massa é muito maior, o colapso gravitacional da estrela é muito mais intenso, permitindo a fusão de elementos muito mais pesados. Assim que uma estrela de alta massa forma ferro em seu núcleo, seu destino está selado. Embora as estrelas mais massivas sejam capazes de fundir ferro em elementos ainda mais pesados, o processo de fusão do ferro absorve mais energia do que libera. Como resultado, a gravidade da estrela ganha controle total, e o colapso final da estrela se torna inevitável. As pressões se tornam tão altas no núcleo que átomos individuais são espremidos, com elétrons e prótons até mesmo se fundindo para formar nêutrons. O núcleo agora é composto quase inteiramente de nêutrons, tornando-se o que é conhecido como uma estrela de nêutrons . À medida que as camadas externas da estrela entram em colapso, elas impactam a estrela de nêutrons em formação e ricocheteiam em uma explosão massiva chamada supernova. A energia emitida por tal explosão pode até ofuscar o brilho combinado de todas as outras estrelas da galáxia. O material da estrela é lançado no espaço e se torna um remanescente de supernova.