Los colores de las estrellas, explicados

Desde el rojo tenue hasta el azul brillante, los colores estelares abarcan todo el espectro y revelan cuánto calor aporta cada estrella.

Realmente no tengo una época del año favorita para contemplar las estrellas; Cada estación trae al cielo sus propios encantos únicos. Pero hay algo especial en el verano, cuando el clima es más templado y la Vía Láctea se extiende en lo alto, portando una brillante panoplia de estrellas.

Y tengo favoritas estelares, que siempre busco primero después de salir: Vega, en lo alto de la constelación de Lira, Arcturus en Boötes y Antares en Escorpio, por nombrar sólo algunas.

¿Por qué estos? Por un lado, se encuentran entre las estrellas más brillantes del cielo y hacen que sea más fácil orientarme hacia el cielo sobre mi cabeza. Pero, y esto no deja de tener relación, también brillan con brillantes tonos de azul, naranja y rojo, respectivamente. Sólo un puñado de estrellas muestran algún color, y la gran mayoría son, bueno, blancas. Al mirar a la hueste estrellada, quizás te preguntes: ¿por qué algunas son tan coloridas y otras no?

Me gusta citar a William Shakespeare en momentos como estos; En su obra Julio César, César dice: "Los cielos están pintados con innumerables chispas, todas son fuego y todas brillan". El estimado bardo tenía razón: resulta que el color de una estrella depende principalmente de qué tan caliente se vuelve su "fuego", aunque obtiene ese calor a través de la fusión termonuclear en su núcleo y no quemando nada.

Hace milenios los astrónomos notaron los colores de las estrellas, y desde al menos la Edad del Hierro, no ha sido un gran salto asociar esos colores con las temperaturas. Toma una barra de hierro y ponla en una fragua. Después de unos minutos, la barra se calentará lo suficiente como para brillar en rojo. A medida que su temperatura aumenta, se volverá naranja, luego amarillo y luego al rojo vivo (en este punto el hierro se derrite, terminando su ayuda visual). Las estrellas, suponían algunos astrónomos antiguos, se comportaban de la misma manera (aunque quizás sin la parte de fusión).

Y las estrellas brillan de esta manera, aunque la realidad, como siempre, es increíblemente más complicada de lo que cualquiera en aquel entonces se hubiera atrevido a soñar. En el siglo XIX los astrónomos empezaron a tomar espectros de estrellas. Equiparon los telescopios con prismas o rejillas (placas de vidrio planas grabadas con líneas muy finas) para dividir la luz de las estrellas entrante en gamas de color muy estrechas, como un arco iris finamente disecado. Graficar el brillo del espectro de una estrella hizo que la medición de los colores fuera mucho más precisa de lo que se puede hacer a simple vista.

Los astrónomos intentaron clasificar las estrellas según la forma y estructura de esos gráficos espectrales estelares, pero resultó ser increíblemente difícil. Finalmente, el trabajo de astrónomos como Annie Jump Cannon simplificó el esquema, lo que allanó el camino para que otros se dieran cuenta de que estas características eran causadas en gran parte por la temperatura de una estrella. Estas mismas características son las que llevaron a la astrónoma Cecilia Payne-Gaposchkin a determinar que las estrellas estaban formadas en gran parte por hidrógeno y helio. Este enorme descubrimiento sentó las bases de la astronomía estelar moderna.

Es también por eso que nuestro sistema de clasificación moderno, odiado por los estudiantes de todo el planeta que se ven obligados a memorizarlo, enumera las estrellas desde las más calientes hasta las más frías mediante las letras O, B, A, F, G, K, M, L, T e Y. (El esquema alfabético original fue cortado en pedazos y reorganizado, y desde entonces ha recibido nuevas enmiendas. Los astrónomos han añadido las últimas tres letras para designar estrellas tan frías y débiles que sólo muy recientemente hemos adquirido la capacidad de descubrirlas).

Ah, pero ¿dónde estaba yo? Volvamos a mis favoritos del verano: Vega, Arcturus y Antares. Vega, entonces, es una estrella de tipo A de color blanco azulado, Arcturus es una K naranja y Antares es una estrella de tipo M roja. A lo largo de las décadas, los astrónomos han modificado este sistema de clasificación para incluir mucha más información. Sin embargo, su idea central permanece intacta: todas las estrellas son calientes, pero sus diferentes temperaturas les dan colores diferentes.

¿Qué tan caliente es “caliente”? Las estrellas M son las más frías: entre 2.100 y 3.400 grados Celsius. Las estrellas K oscilan entre 3.400 y 4.900 grados C, y las estrellas G (una clase que, en particular, incluye nuestro Sol), oscilan entre 4.900 y 5.700 grados C. Las estrellas pueden calentarse aún más: estrellas masivas y abrumadoramente calientes de tipo O, las estrellas más calientes. , ¡pueden superar los 100.000 grados C!

Pensamos que "al rojo vivo" es literalmente asar. Sin embargo, cuando se trata de estrellas, es lo mejor que pueden ser. A pesar de eso, los astrónomos se acostumbran a tales extremos y nuestro lenguaje refleja cuán indiferentes podemos llegar a ser. Usamos palabras como "frío" y "caliente" para describir estrellas cuando deberíamos decir "abrasador" y "vaporizante".

Así que ahora, cuando salgas y reflexiones sobre las estrellas, podrás notar sus colores y tener una idea decente de lo calientes que son, es decir, si es que puedes ver color en ellas. La mayoría parece blanca.

Este no es un problema de las estrellas sino de nuestros ojos. Como continuó César en Julio César de Shakespeare: “Así en el mundo; Está bien provista de hombres, y los hombres son de carne y hueso”.

Hay muchos tipos diferentes de células en la retina del ojo humano. Los bastones, por ejemplo, son sensibles a la luz y se activan incluso con niveles de luz muy bajos. Los conos detectan el color, pero necesitan mucha más luz para encenderse. A simple vista, sólo las estrellas más brillantes son capaces de activar los conos, razón por la cual las más débiles aparecen blancas, es decir, incoloras. Son lo suficientemente brillantes como para hacer funcionar los bastones, pero no lo suficiente como para que usted pueda percibir sus tonos intrínsecos reales.

La estrella más débil que he visto de manera confiable en color es Fomalhaut, una estrella de primera magnitud en la constelación de Piscis Austrinus. A mí apenas me parece azul. Aunque Regulus, que se encuentra en Leo, es un poco más tenue y también azul, según la clasificación espectral, siempre me parece blanco a mis ojos. Pólux, una de las dos estrellas brillantes que marcan la cabeza de Géminis, es más brillante que Fomalhaut pero de color naranja. Y a mí también me parece blanco en general. El color que veas también depende de qué tan buena sea tu vista (la mía no es muy buena, desafortunadamente), las condiciones climáticas y más. Su kilometraje puede variar.

Usar una ayuda óptica ayuda. Los binoculares o un telescopio captan más luz de la que pueden captar los ojos, lo que transforma algunas de las estrellas más brillantes que aún parecen blancas a simple vista en un conjunto de joyas celestiales en forma de arcoíris. Si, por ejemplo, Vega (que está casi directamente encima de la cabeza para la mayoría de los observadores del hemisferio norte después del atardecer en agosto) parece descolorida a simple vista, intente echar un vistazo con binoculares. Es posible que brille con un hermoso color azul cielo cuando lo hagas.

¿Y qué pasa con la estrella más brillante de todas en todo el cielo de la Tierra? A 5.500 grados C, ¿de qué color es nuestro sol?

Esto resulta ser un poquito más complicado y merece su propio artículo. ¡Estén atentos a la columna de la próxima semana!

Nota del editor (25/8/23): Este artículo fue editado después de su publicación para corregir la imagen del cúmulo globular NGC 6355.

Phil trenza es un astrónomo profesional y comunicador científico en Colorado. Escribe el boletín Bad Astronomy. Síguelo en Twitter @BadAstronomer Crédito: Nick Higgins

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