Un telescopio pequeño como es mi catadióptrico
de 203 mm de abertura, bajo cielos oscuros y limpios, me
permitió ver astros de la 15ª magnitud (en la zona de
R CrB) hace unos años, lo que me sirvió de excusa
para publicar varios artículos en la revista Tribuna de
Astronomía que tratasen sobre la "magnitud límite"
capturada por los aficionados. Pues bien, al trabajar con una
cámara CCD acoplada a cualquier telescopio mediano (de
150-200 mm de abertura) noto que logro alcanzar magnitudes
límites que están en el rango 16ª-18ª y,
por tanto, estudiar un buen número de las variables
más brillantes en cúmulos globulares.
Definimos un cúmulo globular como un cuerpo celeste
formado por un conjunto muy abundante de estrellas (varios
millares, en ocasiones más de medio millón de masas
solares) unidas por la gravitación mutua, caracterizado
por su larga vida (varios miles de millones de años) y
porque telescópicamente parecen "bolas de nieve" (los
más débiles semejan la "coma" de un cometa de poco
brillo). Otro rasgo típico es que, a diferencia de los
cúmulos abiertos, se sitúan dispersos en un halo
esférico alrededor de la Galaxia a gran distancia del
centro; sin embargo la característica física
más evidente es la gran antigüedad de sus estrellas:
prácticamente todas ellas son astros muy viejos, con
edades similares al origen del Universo (10-15.000 millones de
años). Un estudio espectroscópico de sus
componentes pone de manifiesto que todas ellas son estrellas
pobres en metales: esto significan que son muy antiguas puesto
que carecen de los elementos químicos complejos (metales
en el argot técnico) característicos de las
estrellas de segunda o posterior generación como es
nuestro Sol.
Dado que los globulares están ligados
gravitacionalmente al núcleo de la Galaxia, y giran en
órbitas de gran período alrededor de éste,
las distancias hasta nosotros son mucho más elevadas que
las de los cúmulos abiertos: gracias a su enorme
luminosidad pueden ser divisados incluso a más de 100.000
años-luz, no siendo raros los que se sitúan incluso
a dos o tres veces esta distancia (es el caso de NGC 2419, en
Lynx). Y como el Sol (y la Tierra) están en uno de los
brazos externos de la Galaxia, por lo general todos caen bastante
lejos pues nosotros también distamos bastante del centro
galáctico (unos 10.000 pc, cerca de 32.600
años-luz). Así raro es el globular que está
más cerca de los 10.000 años-luz, aunque algunos de
ellos (como M4) se sitúan en torno a los 6.000
años-luz y son, por tanto, cuerpos bastante bien
estudiados fáciles de resolver incluso con instrumentos de
aficionado. Sin embargo por lo general son distantes, entre los
10.000 y 100.000 años-luz, lo que impide que sus
componenes individuales sean tan brillantes como para observarlas
con telescopios pequeños.
Bien pero, ¿de qué tipo son sus componentes?; un
estudio físico de las mismas, por medio de la
espectroscopía, demuestra que las estrellas más
brillantes de los globulares son, sin excepción, rojas o
muy rojas: siendo tan distantes estos astros por fuerza han de
ser del tipo gigante roja, una fase de la evolución
estelar caracterizada por el gran hinchamiento de la estrella
causado por el déficit de combustible en su núcleo
(hidrógeno) y uso del helio como nuevo combustible.
¿Cuál es la distribución, por clases, de
las estrellas que componen un globular?; el estudio
espectroscópico permite trazar un diagrama H-R en el cual
en el eje x podemos poner el índice de color (es decir, la
temperatura superficial) mientras que en el eje y vamos marcando
la magnitud aparente. Al hacer esta clasificación notamos
enseguida que el diagrama H-R de un globular es to-talmente
diferente al de un cúmulo abierto, pues en él no
aparece la secuencia principal como en aquéllos, sino que
encontramos una figura parecida a una cabeza con un "capirote"
inclinado hacia atrás: un claro ejemplo es el diagrama H-R
del globular M13 mostrado en la página anterior. Ahora
vamos a estudiarle más despacio para contestar a la
pregunta anterior.
Lo primero que notamos es que las estrellas más
brillantes (que rondan la 12ª-13ª magnitud) tienen un
índice de color en el rango 1,0-1,6 lo cual indican que
son anaranjado-rojizas: si son tan rojas y brillan mucho no
pueden ser más que del tipo gigante roja, como antes
adelanté.
Si continuamos bajando el listón de la magnitud visual
veremos que el siguiente escalón de brillo está en
torno a la 13ª-15ª magnitud, en el cual aparecen gran
cantidad de estrellas con índices 0,5-1,0 que pertenecen
al color amarillo-anaranjado casi rojo y son del tipo
subgigantes. Curiosamente en ese mismo rango (en torno a la
15ª) aparece un grupo de estrellas que, separado del cuerpo
principal, parece dibujar una zona aplastada, casi horizontal,
que corre paralela hacia los índices de color más
bajos: es el denominado brazo horizontal (HB en la literatura
profesional, Horizontal Branch, BH en mi gráfico), formado
por estrellas con índices de color 0,5 a 0,0 o incluso un
poco menor cuyos tipos espectrales son A y F, astros blancos y
amarillentos más calientes.
Si continuamos bajando de magnitud notaremos que, finalmente,
existe un grupo disperso de estrellas en el rango
17ª-22ª (o incluso más débiles
todavía) que se parecen al arranque de la secuencia
principal de un cúmulo abierto y que, precisamente,
realmente pertenecen y forman parte de la secuencia principal del
globular; todas son astros blancos o amarillentos con un
índice cromático 0,4-0,9 casi del tipo solar y
realmente tan brillantes como nuestro Sol si se colocase a esa
enorme distancia de la Tierra…
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