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Artículo 27 Julio 2009
Lunes, 27 de Julio de 2009 00:00

 Autor: Jesús Hernández
Fundación Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA)

¿Cómo conocer una estrella en nuestro cielo?

Espectroscopia Estelar: Códigos de Barras Estelares

Nosotros vivimos en una galaxia que llamamos la Vía Láctea. Según los últimos cálculos, se estima que ésta contiene alrededor de 400 mil millones de soles. Aunque parezca imposible, los astrónomos pretenden conocer en detalle a cada una de ellas. ¿Cómo lo hacen? Para distinguir a una estrella de otra, los astrónomos primero determinan su posición en el cielo con mucha precisión, luego precisan su brillo y, por último, observan y clasifican cuidadosamente su espectro.

Las estrellas que observamos en el cielo nocturno poseen gran diversidad en cuanto a tamaños, temperaturas, masas, edades y composición química. El conocimiento de esta diversidad fue sólo posible con la información obtenida de la espectroscopia estelar, en la cual, la luz de una estrella se descompone al pasar por un medio dispersor (prisma o rejilla) creando el denominado espectro estelar.

Un ejemplo natural de un espectro estelar es el arco iris, creado cuando los rayos del Sol (nuestra estrella más cercana) atraviesan pequeñas gotas de agua suspendidas en la atmósfera terrestre, produciendo la descomposición de la luz solar. Sin embargo, un espectro estelar, no es solamente un continuo de colores como el observado en el arco iris, existen pequeños rasgos característicos que llevan consigo importante información procedente de la fuente.

Aunque en el año 1802, el físico y químico británico William Hyde Wollaston descubrió que el espectro solar incluía líneas oscuras sobre su continuo de colores, se considera que la espectroscopia estelar nació en 1814, cuando el óptico alemán Joseph Von Fraunhofer realizó un estudio sistemático de estas líneas. Al igual que un código de barras, la distribución e intensidad de estas líneas nos indica propiedades físicas y químicas de la fotosfera solar, que es la superficie del Sol donde los fotones que componen la luz solar escapan hacia el espacio.

Un esquema de como se generan las líneas espectrales se muestran en la Figura 1. Un espectro continuo se forma por los fotones emitidos por una fuente. Al colocar un gas relativamente frío entre la fuente y el observador se generan líneas oscuras o en absorción. Esto es lo que generalmente vemos en los espectros estelares, ya que el núcleo de una estrella es más caliente que la fotosfera estelar. Por ejemplo, el núcleo solar está a 14.000.000 K (grados Kelvin), mientras que la fotosfera solar se encuentra a 6.000 K. Finalmente, un gas iluminado produce líneas brillantes o en emisión. Este es el caso al tomar un espectro de la corona solar durante un eclipse de Sol, o de una nebulosa planetaria, cuya moribunda estrella central calienta el gas expulsado de sus capas superiores.

 La luz blanca realmente está compuesta de una multitud de colores que se hacen visibles cuando ésta atraviesa un prisma, o cuando es reflejada por una rejilla de difracción como la de un CD. Las líneas espectrales contienen información sobre el medio gaseoso que ha atravesado la luz en su trayecto.

Debido a la inmensa cantidad de espectros estelares, es necesario clasificar estos códigos de barras en diferentes grupos. En la astronomía moderna se usa la secuencia de temperatura dada por el sistema de Harvard, con el arreglo O-B-A-F-G-K-M (ver Figura 2). En años recientes se han agregado los tipos L y T. Paralelamente, se usa una secuencia de tamaños o luminosidades: Súper-gigantes (I), gigantes-brillantes (II), gigantes (III), sub-gigantes (IV) y enanas (V). Nuestro Sol es una estrella enana de tipo espectral G2.

Los astrónomos clasifican a las estrellas según la disposición e intensidad de las líneas espectrales que conforman un “código de barras” y corresponden a distintos elementos que se encuentran en las atmósferas estelares.

Obtener el tipo espectral es el punto de partida para conocer propiedades físicas estelares como temperatura, brillo, tamaño, masa y edad, entre otras. En el Centro de Investigaciones de Astronomía “Francisco J. Duarte” (CIDA), se ha desarrollado un código computacional que facilita y agiliza la clasificación de espectros estelares. Hasta el momento, se han clasificado más de 5.000 de estos códigos de barras, lo que ha permitido estudiar y caracterizar poblaciones estelares en regiones de formación estelar.

En el Observatorio Astronómico Nacional de Llano del Hato (OAN), ubicado en el Municipio Rangel del estado Mérida, los astrónomos pueden obtener cientos de espectros estelares de manera simultánea con el telescopio “Jürgen Stock”, equipado con su gigantesco prisma-objetivo, o el espectro detallado de una sola estrella con el telescopio Reflector.




Artículo (PDF 335Kb)

Edición Digital Pico Bolívar (Pág 12)


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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