Las huellas de las estrellas

Espectro de absorción del Sol (arriba) y espectro de emisión
del hidrógeno (abajo). Créditos: José Manuel Carrasco (UB).

Dicen que no hay dos seres humanos con las mismas huellas dactilares. A las estrellas les pasa algo parecido: también tienen huellas que las hacen únicas frente al resto. Son huellas dinámicas a lo largo del tiempo, pero a ojos de un ser humano serán invariables debido a que el tiempo que emplea una estrella en completar su ciclo es del orden de miles de millones de años. Estas huellas estelares se analizan con un método llamado espectroscopía y nos permite saber la edad del astro, entre otras cosas.

Fundamentos de la espectroscopía

Todos sabemos que cuando llueve y aparece un rayo de Sol, el agua produce un efecto tal que la luz del Sol se separa en sus colores fundamentales. Esto lo conocemos como el arcoiris. Dicho de otra forma, el arcoiris es una descomposición de la luz del Sol en sus frecuencias fundamentales o espectro.

El espectro electromagnético abarca desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. Dentro de él, está el espectro visible humano, que es una pequeña franja que abarca desde el violeta (380 nm) hasta el rojo (750 nm). A ambos lados de estos dos colores y fuera del espectro visible tenemos el ultravioleta y el infrarrojo, respectivamente.

Las huellas del espectro

Las estrellas están compuestas por elementos químicos. En sus inicios están formadas por hidrógeno y, en menor medida, por helio. Conforme van envejeciendo, la proporción de helio aumenta, así como la presencia de elementos más pesados como el litio, carbono, sodio... pero nunca llegan más allá del hierro, siendo éste el elemento más estable capaz de sintetizarse en el interior de las estrellas. El resto de los elementos que aparecen de forma natural en el Universo se formaron en explosiones de supernova.

Los elementos químicos absorben radiaciones de frecuencias muy determinadas, por lo que en el espectro aparecen franjas oscuras que se corresponden a estos elementos y que permiten saber la cantidad de hidrógeno, helio y la proporción de elementos más pesados.

Recuerdo la primera vez que vi el espectro de absorción del Sol, me pareció increíble que se apreciara con tanta nitidez y se pudiera calcular tan fácilmente a qué elementos correspondía cada banda. Estas bandas, por su parte, nos permiten conocer con gran exactitud la edad de la estrella viendo cuál es la cantidad de elementos pesados.

Pero ésto no sólo sucede con las estrellas, sino con cualquier cuerpo que emita o refleje luz. Y tampoco sucede sólo con los elementos químicos aislados, sino también con las moléculas. Así pues podemos determinar qué elementos químicos y moléculas existen en otros cuerpos tanto del Sistema Solar como fuera de él y saber "de qué está hecho" y qué cualidades físico-químicas puede tener para analizarlo con más profundidad y así poder investigar para responder a preguntas mucho más relevantes. Y todo esto viendo las bandas oscuras de su arcoiris.

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