17 de octubre del 2021

¿Por qué las estrellas no son verdes?

En realidad, ni el sol no es amarillo, ni las la gigantes rojas son rojas, ni las enanas blancas son blancas.

Cuando los astrónomos hablan del sol se refieren a nuestra estrella como una enana amarilla, lo cual nos deja con un cierto complejo de inferioridad respecto a nuestra posición en el universo. Pero ¿de qué color es realmente el sol?

Mirar al sol directamente no es una buena idea. Al atardecer y al amanecer, que nos permiten mirarlo durante más tiempo, son de color rojizo, pero ese color es debido a la difracción en la atmósfera y no es el color real de nuestra estrella.

Cuando el cielo está nublado también es más fácil mirar directamente al sol, y en ese caso la luz que vemos no tiene mucho de amarilla. En efecto, el color de la luz del sol es prácticamente blanco.

Nuestros ojos pueden ver una parte pequeña de toda la radiación que produce el sol, en conctreto, el llamado espectro visible de la radiación electromagnética. Son los colores del arco iris, desde el rojo hasta el violeta. Cuando se mezclan a partes iguales, vemos luz blanca. Si hay más intensidad de radiación de un tono, el blanco pasa a ser más amarillo, rojizo o azulado, por ejemplo.

¿Cómo saber de qué color es una estrella?

Jan-Vincent Harre y René Heller, investigadores de la de la Universidad de Gotinga, se dieron cuenta de que la mayoría de las imágenes que tenemos de las estrellas hoy en día son digitales, y están coloreadas según su temperatura, pero no es así como las veríamos con nuestros ojos. Por eso han creado una paleta de colores digitales para estrellas, según su color verdadero.

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Colores reales de las estrellas según su tipo. Fuente: Georg-August-Universität Göttingen

La cuestión del color es aparentemente sencilla, ya que el color de una estrella debería depender únicamente de la temperatura se su superficie. Las estrellas, de hecho, suelen considerarse como emisores de cuerpo negro casi perfectos.

Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la luz y la radiación, y por tanto también es capaz de emítir todo tipo de radiación. La frecuencia de la radiación depende de su temperatura medida en grados Kelvin. Las bombillas LED de 5.500K emiten una luz azulada, que es la que emitiría un cuerpo negro cuando alcanzara a esa temperatura.

Pensemos en lo que ocurre al calentar un metal. Cuando alcanza una cierta temperatura empieza a brillar con un color rojo, pero cuando la temperatura aumenta aún más, la luz es blanca.

“Las estrellas enanas rojas tienen un aspecto anaranjado para el ojo humano” Afirman los investigadores. La sorpresa es que las enanas blancas no son blancas. “Las viejas enanas blancas, son de color naranja pálido para el ojo humano, no blancas”.

El sol debería ser blanco

El Sol debería ser blanco porque, como radiador de cuerpo negro, emite luz en todas las longitudes de onda y su máximo está en un rango visible para nosotros. En cambio, las estrellas más pequeñas son más frías y, por lo tanto, más rojas. Por su parte, las estrellas más grandes de la galaxia deberían tener un aspecto azulado porque su temperatura superficial es muchas veces superior a la del Sol.

Pero esto es una idealización que no describe necesariamente lo que la gente puede ver con sus ojos. Los espectros reales de las estrellas tienen líneas de absorción, huecos en el espectro de la radiación que aparecen como bandas negras donde se absorbe una determinada longitud de onda debida a su composición.

Heller y Harre utilizaron espectros con un rango de temperatura que va desde los 2.300 Kelvin hasta los 55.000 Kelvin de temperatura superficial. Para averiguar cómo vería el ojo humano estos colores, utilizaron la llamada valencia del color.

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Diferencia entre los colores asignados por su temperatura en grados Kelvin y por la valencia de color. Fuente: Georg-August-Universität Göttingen

La valencia del color describe la percepción del color que un haz de luz con ese espectro provoca en el ojo humano. El ojo tiene receptores para los colores rojo, verde y azul. Los estímulos de color de la misma valencia de color son indistinguibles. El resultado es que el color calculado según la temperatura no es el que veríamos.

«Esto se nota especialmente en las estrellas pequeñas», explica Heller. En particular, las enanas «rojas» más frías, con temperaturas superficiales de unos 3.000 Kelvin, tienden a parecernos anaranjadas porque sus atmósferas estelares absorben parte de la luz roja que se escapa. Un cuerpo negro no hace esto.

Por su parte las enanas blancas, restos de estrellas de menor tamaño, sólo brillan con luz blanca al principio de su carrera. Con el tiempo, se enfrían y también nos parecerían más anaranjados después de unos pocos miles de millones de años.

Por qué nno hay estrellas verdes

Las diferentes metalicidades también afectan al color de una estrella. La metalicidad es la presencia de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio en la atmósfera de una estrella. Las estrellas más antiguas tienen más elementos pesados, pero esas diferencias de color son indetectables para el ojo humano.

Otro resultado del estudio es que las estrellas verdes no existen. Para que una estrella nos parezca verde tendría que irradiar con mucha más fuerza en el rango de las longitudes de onda en el medio del espectro visible, es decir, que no son ni cartas ni largas, y este fenómeno no se da en el universo, al menos hasta ahora.

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