Nubes moleculares y colapso gravitacional
Las estrellas se forman dentro de vastas y frías nubes de gas molecular donde las bolsas más densas, cuando su gravedad supera las fuerzas que las sostienen, colapsan para sembrar nuevas estrellas.
Definition
Las nubes moleculares son regiones frías y densas del medio interestelar compuestas principalmente de hidrógeno molecular, y el colapso gravitacional es la contracción descontrolada de una región dentro de ellas una vez que la autogravedad excede la presión y el soporte opuestos.
Scope
El tema abarca las propiedades físicas de las nubes moleculares gigantes y sus núcleos densos, el criterio de Jeans para la inestabilidad gravitacional, los roles de soporte de la presión térmica, la turbulencia supersónica y los campos magnéticos, y el inicio y las primeras etapas del colapso que preceden a la formación de protoestrellas.
Core questions
- ¿Cuáles son las propiedades de las nubes moleculares?
- ¿Bajo qué condiciones una nube se vuelve gravitacionalmente inestable?
- ¿Qué sostiene a las nubes contra el colapso?
- ¿Cómo comienza el colapso dentro de un núcleo denso?
Key concepts
- nube molecular gigante
- masa de Jeans
- núcleo denso
- turbulencia supersónica
- soporte magnético
- tiempo de caída libre
- polvo interestelar
Key theories
- Inestabilidad de Jeans
- Una nube de gas autogravitante colapsa cuando su masa excede la masa de Jeans, el umbral en el que la gravedad supera la presión térmica; este criterio establece la escala en la que las regiones frías y densas de las nubes moleculares se vuelven inestables y comienzan a contraerse.
- Soporte turbulento y magnético
- Las nubes moleculares están sostenidas no solo por la presión térmica, sino también por la turbulencia supersónica y los campos magnéticos; este soporte evita que la mayor parte del material de la nube colapse y significa que solo los núcleos densos especiales alcanzan las condiciones para la formación estelar.
Mechanisms
El enfriamiento por moléculas y polvo mantiene frías las nubes moleculares, disminuyendo la masa de Jeans para que la gravedad pueda actuar; dentro de una nube, la turbulencia crea regiones densas transitorias, y donde la masa de un núcleo excede la masa de Jeans local y se supera el soporte magnético, el núcleo comienza a contraerse en aproximadamente su tiempo de caída libre hacia la formación de una protoestrella.
Clinical relevance
Las propiedades y la estabilidad de las nubes moleculares determinan dónde, cuándo y con qué eficiencia se forman las estrellas, controlando la tasa de formación estelar de las galaxias y el suministro de gas denso observado en trazadores como el monóxido de carbono y el continuo de polvo.
History
Jeans derivó el criterio de inestabilidad que lleva su nombre en 1902; trabajos posteriores establecieron la naturaleza molecular y la estructura turbulenta y magnetizada de las nubes formadoras de estrellas, con el equilibrio entre la gravedad, la turbulencia y los campos magnéticos sintetizado en la teoría moderna revisada por McKee y Ostriker.
Key figures
- James Jeans
- Christopher McKee
- Eve Ostriker
- Leon Mestel
Related topics
Seminal works
- jeans1902
- mckee2007
Frequently asked questions
- ¿Por qué las nubes formadoras de estrellas son tan frías?
- El hidrógeno molecular y las moléculas traza, junto con los granos de polvo, irradian el calor de manera eficiente y protegen el interior de la luz estelar, manteniendo estas nubes a solo unos diez o veinte grados por encima del cero absoluto, lo que reduce la presión y permite que la gravedad prevalezca.
- ¿Qué es la masa de Jeans?
- Es la masa crítica por encima de la cual una región de gas a una temperatura y densidad dadas ya no puede sostenerse contra la gravedad y comienza a colapsar; el gas más frío y denso tiene una masa de Jeans más pequeña y, por lo tanto, colapsa más fácilmente.