jueves, 14 de noviembre de 2019

El color de las estrellas.

Tenía pendiente escribir, desde hace mucho tiempo, una entrada explicando porqué tienen las estrellas diferentes colores. En realidad es por una petición que realizó un lector de este blog, para que veáis que, aunque tarde, siempre intento responderos a todos. Empecemos entonces.

Colored Stars
Cúmulo de estrellas de diferentes colores. 

Ya expliqué en su día que las estrellas brillan en diferentes colores, y que eso se debe en parte a su temperatura superficial. Los que emiten la luz son los átomos de su superficie, que se excitan más cuanta mayor sea la temperatura, y emiten radiación electromagnética cuando sus electrones pasan a un nivel de energía inferior. Ese cambio de energía de los electrones depende de su estado de excitación inicial. Esa radiación electromagnética estará más cerca de los ultravioletas cuanto más caliente esté el átomo. Cuanto más frío, más se acercará entonces a los infrarrojos (Échale un vistazo a la tabla de debajo, del espectro electromagnético).

Tres círculos concéntricos alrededor de un núcleo, con un electrón que se mueve desde la segunda hasta el primer círculo y la liberación de un fotón
Emisión de un fotón al cambiar de energía un electrón.

El caso es que las estrellas se clasifican, además de por su cantidad de brillo, por sus colores. Échale un vistazo a la entrada: Clasificación de las estrellas I: Tipo espectral y verás como lo que te digo es cierto. Bueno, también hice una pequeña tabla que puedes ver siempre a la derecha de mi blog, para tener esta clasificación siempre presente. 

El color de una estrella depende de la temperatura pero, obviamente, depende en gran medida de la composición de la misma. No emite la misma radiación un átomo de hierro que un átomo de hidrógeno, esto es obvio.

Y ahora toca hacer un pequeño paréntesis: La estrellas emiten rayos (ondas) en muchas frecuencias porque tienen muchos átomos diferentes que provocan muchas reacciones nucleares a mucha temperatura. Todo esa mezcla emite una gran cantidad de radiación. Una parte de esa radiación se encuentra en el espectro visible, y dentro de esa pequeña porción del espectro, diferenciamos los diferentes colores (que no son sino ondas de diferentes frecuencias). 
espectro electromagnetico
Espectro Electromagnético.

Los elementos químicos (Puedes aprender sobre ellos en mi blog: La Tabla Periódica), emiten a una frecuencia concreta cuando se calientan. En el caso de las estrellas, como sabes, la mayoría de los elementos son helio e hidrógeno y a ellos se les suman más o menos trazas de otros elementos. El color obtenido es la suma de todas esas frecuencias, que pueden estudiarse, en realidad, mediante la Ley de Planck. Si hablamos de leyes, es muy importante también la Ley de Wiem, que relaciona, dicho mal y pronto, la longitud de onda de una emisión determinada con la temperatura de la muestra. 

Ley de Wiem (Los picos de la curva de Plank).

En el caso del Sol, aplicando la Ley de Wiem, y sabiendo que la temperatura de la superficie es de 5700ºK, el pico de emisión máximo que cae dentro del rango visible es verde. Como lo lees: La mayor parte de la luz que emite el Sol es verde. Es por eso por lo que las  hojas de las plantas (la clorofila) son de este color. 

Aunque es cierto que cuando miramos al Sol no lo vemos verde, sino amarillo-anaranjado, lo cual se debe, en realidad, a la refracción de la luz con la atmósfera. Desde el espacio, el Sol tampoco se ve verde (vaya decepción) si no blanco, por la suma de todas las frecuencias del espectro visible. 

¿Y como se mide todo esto? Bueno, la técnica se llama espectroscopia. Se trata de analizar todas las longitudes de onda que salen de una estrella y ver a qué elementos pertenecen. La temperatura, lo que hace, es empujar todas esas frecuencias más hacia el blanco-azul o hacia el rojo-marrón... con lo que, aunque los elementos sean los mismos, el resultado varía en función de la temperatura de la estrella.

Datei:Alkali and alkaline earth metals emission spectrum.png
Espectroscopia 

Pero hay más. El color de una estrella depende del Efecto Doppler (la distancia). Y es que la frecuencia de las ondas que emite un objeto varía en función de la distancia a la que este se encuentra y si dicho objeto se aleja o se acerca al que lo observa.

RedBlue_shift
Efecto Doppler (Blueshift/Redshift).

La distancia también afecta a cómo vemos las estrellas porque el espacio entre una estrella y nosotros es vacío pero no del todo, con lo que las ondas encuentran obstáculos y pueden modificar el color de las mismas... y cuanto más lejos esté una estrella, peor.

Además, la distancia hace que veamos las estrellas como un pequeño puntito, y nuestros ojos no tienen la capacidad de diferenciar los colores de pequeños puntitos... Así que tampoco vemos las estrellas como verdaderamente son. El tema de nuestra visión, y cómo son los sensores de nuestros ojos y cómo afecta a las cosas que vemos es para tratarlo a parte... ¡Es muy interesante! 

Y, ahora sí termino, el tiempo... aunque no afecta al color al que vemos una estrella en un determinado momento, ya sabes que las estrellas varían con el tiempo (y su color, por lo tanto, también) porque a lo largo de los siglos las estrellas modifican su composición ya que van quemando su combustible y transformando unos elementos en otros. Bueno, sobre la Vida de las estrellas ya hablé en su día. No dejes de leer esas entradas que son muy interesantes.