Cuando miramos al cielo nocturno solemos fijarnos en las estrellas más brillantes, los planetas visibles o la franja lechosa de la Vía Láctea, pero entre todos esos puntos luminosos se esconden auténticas joyas que pasan desapercibidas a simple vista. Una de las más curiosas es la llamada “serpiente nebulosa”, un conjunto de nebulosas oscuras y regiones de formación estelar que recuerdan, por su forma o por su localización, a una serpiente deslizándose por el firmamento.
Detrás de nombres como Barnard 72, Sh2-54 o la nebulosa de Serpens Norte hay historias fascinantes sobre cómo se forman las estrellas, cómo vemos el universo en distintas longitudes de onda y hasta cómo los telescopios más avanzados, como el James Webb, están confirmando teorías que llevaban décadas sobre la mesa. Vamos a recorrer, con calma y con un lenguaje lo más cercano posible, qué es eso de la “serpiente nebulosa” en astronomía y por qué interesa tanto a la comunidad científica.
Nebulosas oscuras: la cara oculta de la Vía Láctea
Cuando se habla de nebulosas solemos pensar en grandes nubes de gas de colores llamativos, pero existe toda una familia de nebulosas oscuras que no brillan, sino que tapan la luz de las estrellas situadas detrás. Son regiones densas de gas y polvo interestelar que se ven en el cielo como manchas negras recortadas contra campos estelares muy poblados.
Lejos de ser simples huecos en el firmamento, estas nebulosas oscuras son almacenes de materia fría donde, con el tiempo, pueden nacer nuevas estrellas. El polvo bloquea la luz visible, pero en su interior se están produciendo procesos físicos muy complejos: condensación de gas, colapso gravitatorio y, en muchos casos, el inicio de la formación estelar.
El astrónomo estadounidense Edward Emerson Barnard se dedicó a principios del siglo XX a catalogar estas “manchas oscuras” del cielo, y su trabajo dio lugar a un listado con más de 180 objetos, las llamadas nebulosas de Barnard. Entre ellas están dos protagonistas de nuestro tema: Barnard 72 y Barnard 228, relacionadas con la figura de la serpiente en diferentes constelaciones.
La existencia de estas nubes opacas explica por qué, en determinadas zonas del plano galáctico, vemos “huecos” o siluetas negras en medio de campos plagados de estrellas. No es que allí no haya nada, sino todo lo contrario: hay tanto polvo que la luz visible no consigue atravesarlo.
Barnard 72: la Nebulosa de la Serpiente en Ofiuco
Una de las nebulosas oscuras más llamativas es Barnard 72, también conocida como Nebulosa de la Serpiente. Se encuentra en la constelación de Ofiuco, muy cerca del centro de la Vía Láctea, en una zona del cielo especialmente rica en estrellas y regiones de formación estelar.
En las fotografías de gran campo, esta nebulosa dibuja una curva en forma de “S” muy clara que destaca sobre el fondo estrellado. Esa silueta sinuosa es lo que le ha valido el apodo de Nebulosa de la Serpiente: da la impresión de que una serpiente oscura se desliza por delante del bullicioso plano galáctico.
La distancia estimada de Barnard 72 es de unos 650 años luz respecto a la Tierra, lo que la convierte en una región relativamente próxima en términos galácticos. Su tamaño lineal es de unos pocos años luz, de modo que estamos hablando de una nube compacta pero bien definida en las imágenes de larga exposición.
Al ser una nebulosa oscura, no emite luz propia en el rango visible. Lo que vemos es su silueta recortada sobre un campo de estrellas de fondo muy poblado. La presencia de la estrella azulada 44 Ophiuchi en la parte inferior izquierda de muchas fotografías ayuda a localizar esta nebulosa en el cielo y a hacerse una idea de la escala: el campo mostrado en esas imágenes suele abarcar unos 2 grados, equivalentes a casi 20 años luz a la distancia de Barnard 72.
Estas nubes frías de gas y polvo son candidatas a convertirse en viveros de estrellas en el futuro. Es muy probable que, con el paso del tiempo, parte del material de Barnard 72 colapse bajo su propia gravedad, dando lugar a núcleos densos que acabarán encendiendo nuevas estrellas. Por ahora, para nosotros, es sobre todo un magnífico ejemplo de cómo la materia oscura (en el sentido de “no luminosa”) puede dibujar formas sugerentes en el cielo.
Barnard 228: otra serpiente oscura en la constelación de la Serpiente
La figura de la serpiente también aparece asociada a otra nebulosa oscura: Barnard 228, situada en la constelación de Serpens (la Serpiente). A diferencia de Barnard 72, que está en Ofiuco, esta se localiza directamente dentro de la constelación cuyo nombre ya remite al reptil.
En las imágenes profundas del cielo, Barnard 228 se muestra como una mancha oscura muy marcada que bloquea la luz de las estrellas de fondo. El polvo es tan denso que apenas deja pasar radiación visible, por lo que el resultado visual es una especie de agujero negro sobre un fondo salpicado de estrellas.
Esta nebulosa se considera un posible lugar de formación de nuevas estrellas, igual que otras del catálogo de Barnard. Su alta densidad de gas y polvo crea las condiciones necesarias para que el material comience a agruparse, se enfríe y, con el tiempo, empiece a colapsar en núcleos cada vez más compactos.
Aunque para el aficionado puede parecer simplemente una región oscura sin mucho interés, los astrónomos ven en Barnard 228 y objetos similares laboratorios naturales donde estudiar las primeras fases de la formación estelar. Con observaciones en infrarrojo y radio, es posible “ver a través” del polvo y descubrir qué está ocurriendo en su interior.
Esta idea de las “serpientes oscuras” del cielo enlaza con la manera en que las culturas antiguas interpretaban las agrupaciones de estrellas. Donde ellos veían figuras mitológicas, hoy distinguimos estructuras físicas de gas, polvo y estrellas en diferentes etapas de su vida, a veces con siluetas tan sugestivas como la de una serpiente.
La constelación de Serpens y la nebulosa Sh2-54
La constelación de Serpens (la Serpiente) es bastante peculiar porque se presenta dividida en dos partes: Serpens Caput (la cabeza) y Serpens Cauda (la cola), separadas por Ofiuco. Los griegos ya vieron en este grupo de estrellas la forma de una serpiente que un personaje mitológico sujetaba con las manos.
En la zona de la cola, Serpens Cauda, se encuentra un auténtico tesoro para los astrónomos: una región de cielo que alberga la nebulosa del Águila, la nebulosa Omega y la nebulosa Sh2-54, entre otros objetos. Es decir, un área repleta de nubes de gas, cúmulos de estrellas jóvenes y zonas activas de formación estelar.
Sh2-54 es una nebulosa catalogada por el astrónomo Stewart Sharpless en la década de 1950, dentro de un listado de más de 300 nebulosas. Se trata de una gran nube de gas y polvo donde están naciendo nuevas estrellas, situada aproximadamente a 6.000 años luz de nosotros.
En luz visible, su aspecto es más bien tenue y apagado, pero cuando se observa en el infrarrojo la imagen cambia por completo. En una impresionante fotografía tomada con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) del Observatorio Europeo Austral (ESO), se revela una miríada de estrellas camufladas tras un suave resplandor anaranjado que delata la presencia de polvo iluminado.
Este tipo de imágenes demuestran cómo, gracias a la observación en diferentes longitudes de onda, podemos atravesar capas de polvo que bloquean la luz visible y descubrir lo que ocurre en el corazón de estas guarderías estelares. En Sh2-54, por ejemplo, salen a la luz enjambres de estrellas jóvenes que antes quedaban prácticamente escondidas.
Ver en infrarrojo: una “visión de serpiente” para explorar el cosmos
El paralelismo con las serpientes no se queda solo en la forma de las nebulosas o en el nombre de la constelación. Muchas especies de serpientes han desarrollado la capacidad de detectar radiación infrarroja para percibir el calor de sus presas, una especie de “visión térmica” que les da ventaja en la oscuridad.
Algo similar hemos hecho los humanos con la astronomía: hemos construido instrumentos capaces de captar luz infrarroja que nuestros ojos no pueden ver, lo que nos permite mirar a través del polvo cósmico y estudiar regiones que en luz visible son prácticamente opacas.
En el caso de Sh2-54, el telescopio VISTA de ESO, equipado con una cámara de 67 millones de píxeles muy sensible al infrarrojo, ha conseguido mapear con un detalle extraordinario esta gran nebulosa. La imagen forma parte del sondeo VVVX (VISTA Variables in the Via Láctea eXtended), un proyecto de varios años dedicado a observar repetidamente una gran zona de la Vía Láctea en infrarrojo.
Al observar en estas longitudes de onda, la luz de las estrellas jóvenes y de las zonas calientes de gas puede atravesar mejor las capas de polvo, revelando detalles que simplemente no aparecen en las fotografías tradicionales. Esto resulta especialmente útil para entender cómo se forman y evolucionan las estrellas en estos enormes viveros estelares.
De algún modo, al desarrollar esta capacidad de observar en infrarrojo, hemos dotado a nuestros telescopios de una “visión de serpiente” mejorada, capaz de “ver” el calor y la radiación que se esconden tras el polvo cósmico. Y esta idea nos lleva directamente a uno de los grandes protagonistas de la astronomía actual: el Telescopio Espacial James Webb.
La nebulosa de la Serpiente observada por el Telescopio Espacial James Webb
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es el heredero del Hubble y se lanzó el 25 de diciembre de 2021 con el objetivo de observar el universo principalmente en infrarrojo. Es un proyecto conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), y lleva el nombre de James E. Webb, administrador de la NASA durante los años del programa Apolo.
Desde que entró en funcionamiento, el Webb ha proporcionado imágenes espectaculares del cosmos y datos científicos de enorme valor. Entre sus muchas observaciones, una de las más llamativas para el tema que nos ocupa es su estudio de una región de formación estelar conocida como Nebulosa de la Serpiente o Serpens Main, ubicada en la constelación de Serpens.
En este caso no estamos hablando de una nebulosa oscura como Barnard 72, sino de una nebulosa de reflexión muy joven, con tan solo entre uno y dos millones de años. Este tipo de nebulosas no brillan por sí mismas, sino que reflejan la luz de estrellas cercanas o incrustadas en su interior, de ahí su aspecto azulado o blanquecino en muchas imágenes.
La zona concreta observada por el Webb se conoce como Serpens Norte (Serpens North), y se consideraba desde hace tiempo una región muy prometedora para estudiar el nacimiento de estrellas de baja masa, similares al Sol. A simple vista y en imágenes anteriores, muchas de sus estructuras aparecían como manchas confusas.
Gracias a la cámara de infrarrojo cercano NIRCam del Webb, se ha conseguido una imagen de una nitidez sin precedentes de esta zona, en la que se distinguen claramente estrellas muy jóvenes y estructuras de gas asociadas a su formación. Esta observación ha permitido capturar por primera vez, de manera directa, un fenómeno largamente teorizado: los eflujos protoestelares alineados.
Eflujos protoestelares: chorros de gas alineados como una tormenta de aguanieve
Durante el nacimiento de una estrella, el material de gas y polvo circundante cae sobre el protoestrella formando un disco de acreción que gira rápidamente. En el interior de ese disco, los campos magnéticos pueden canalizar parte del material hacia los polos, expulsándolo en forma de chorros bipolares a alta velocidad.
Estos chorros, conocidos como efluidos o eflujos protoestelares, impactan contra el gas y el polvo circundantes, produciendo ondas de choque que calientan y excitan el material. En las imágenes del Webb, estas zonas aparecen como filamentos y motas de color rojo intenso, señal de emisiones procedentes de moléculas excitadas en el infrarrojo cercano.
Lo verdaderamente llamativo en la Nebulosa de la Serpiente observada por el Webb es que estos chorros aparecen todos inclinados en la misma dirección, como si fueran copos de una tormenta de aguanieve barrida por el viento. Esta alineación sugiere que las protoestrellas que los generan comparten un origen común en una nube que colapsó con un eje de rotación bien definido.
Los astrónomos llevaban tiempo suponiendo que, cuando una gran nube molecular colapsa para formar un grupo de estrellas, todas tienden a heredar una orientación de giro parecida. Sin embargo, hasta ahora no se había conseguido una prueba tan directa de esta idea. El registro visual de estos chorros alineados actúa como un “historial” de la dinámica de la nube original.
En palabras de los responsables del proyecto, lo que antes se veía como borrones poco definidos en imágenes de menor resolución se ha convertido ahora en flujos de salida nítidos y alineados, confirmando que estamos observando una región en un momento muy particular de su evolución, justo cuando muchas estrellas están encendiéndose casi al unísono.
Una nebulosa de reflexión joven y su futuro estelar
La región de Serpens Norte es una nebulosa de reflexión extremadamente joven, con una edad estimada de entre uno y dos millones de años. En términos astronómicos, esto es prácticamente un parpadeo: el Sol, por ejemplo, tiene unos 4.600 millones de años.
Al estar en una fase tan temprana, muchas de las estrellas que alberga todavía son protoestrellas envueltas en gas y polvo, y sus discos protoplanetarios están en pleno proceso de formación. Algunas de ellas podrían alcanzar masas similares a la del Sol, mientras que otras se quedarán en el rango de las estrellas de baja masa o incluso de las enanas marrones.
En la imagen del Webb se aprecia cómo el polvo, en algunas zonas, se encuentra por delante de la luz estelar reflejada, creando un brillo anaranjado difuso. Esto indica que seguimos viendo estructuras opacas superpuestas, lo que añade complejidad a la interpretación de la escena pero también proporciona pistas sobre la distribución de material en 3D.
Esta nebulosa sirve como un excelente banco de pruebas para estudiar cómo se organizan los campos magnéticos, cómo se alinean los discos y cómo se desencadenan los chorros en una población de estrellas nacidas de la misma nube madre. Cada uno de esos chorros y filamentos encendidos es un marcador de la dinámica interna de la región.
Se espera que, con el tiempo, muchas de estas jóvenes estrellas limpien su entorno de gas y polvo, y la nebulosa de reflexión se vaya disipando. Lo que quedará entonces será un cúmulo estelar joven, con estrellas ya formadas y posiblemente sistemas planetarios en evolución, algo similar a lo que pudo ocurrir en el entorno en el que se formó nuestro propio Sistema Solar.
Del polvo a la química de la vida: el siguiente paso con el Webb
Las impresionantes imágenes de la Nebulosa de la Serpiente son solo el principio. El siguiente objetivo es usar el espectrógrafo de infrarrojo cercano NIRSpec del Webb para analizar en detalle la composición química de estas nubes oscuras de absorción, formadas por gas molecular y polvo interestelar.
El interés se centra en las llamadas sustancias volátiles, compuestos que se subliman a temperaturas relativamente bajas, como el agua congelada en el universo, el dióxido de carbono, el metano o diferentes moléculas orgánicas. Entender cómo sobreviven estos compuestos al proceso de formación de estrellas y planetas es clave para reconstruir la historia química de los sistemas planetarios.
Al observar la abundancia y distribución de estas moléculas en las protoestrellas justo antes de que se formen sus discos protoplanetarios, los astrónomos esperan averiguar si las condiciones que dieron lugar a nuestro Sistema Solar son comunes o más bien excepcionales en la galaxia.
Este tipo de estudios permitirán establecer conexiones entre las nubes moleculares frías, las regiones de formación estelar como la Nebulosa de la Serpiente y la composición final de cometas, planetas y atmósferas en sistemas planetarios jóvenes. Cada espectro obtenido por el Webb es una especie de “huella digital” de la química presente en esos entornos.
En última instancia, conocer hasta qué punto son frecuentes ciertos compuestos, como el agua o las moléculas orgánicas complejas, nos ayuda a responder preguntas de gran calado: qué probabilidades hay de que se formen planetas habitables y, quién sabe, vida en otros rincones de la galaxia.
Todo este viaje, desde las serpientes oscuras de Barnard 72 y 228 hasta los eflujos alineados en Serpens Norte y la química revelada por el Webb, muestra cómo la imagen de una simple “serpiente nebulosa” en astronomía es en realidad la punta del iceberg de procesos físicos y químicos fascinantes que están moldeando la Vía Láctea en este mismo momento.
