Los espectros de galaxias, espectros de estrellas, espectros de emisión, absorción, de línea, continuo… ¿Qué sucede realmente con todo este tema de los espectros?

Más allá de la silueta tétrica y posibles historias de terror que escuché por ahí, la palabra espectros no era algo que estuviera muy presente en mi vocabulario, mucho menos incrustada en mis textos educativos. Con la llegada de la astronomía a mi vida (o quizás mi llegada a ella) sin embargo, este concepto multiplicó rápidamente su presencia en mi día a día. ¿Qué es este concepto que me lleva a pensar en oscuridad y seres diabólicos pero que al estudiarlos me muestran una figura tan colorida y distante a lo que conocía?

Para la mente de una persona del siglo XX pudiese ser un desafío comprender, pero para una persona del presente, como yo, se volvió más un paseo por un parque en otoño, con porrazos en el barro y el viento pegando en la cara, pero bueno, un paseo al fin y al cabo.

Se reduce todo a la luz y la forma en que se genera y viaja. Listo, no hay nada más.

Okay si hay más, mucho más, pero en esencia todo se encuentra ahí. Estos llamados espectros no eran más que la cara visible pero sin forma de una familia de fotones cayendo a mis ojos, o a mi telescopio, o a la lente de mi cámara. De todos los fotones que puedo observar de un solo vistazo, con sus diferentes longitudes de onda y diferentes cantidades, el espectro es esa barrita de color (o gráfica tipo histograma para los científicos) que me dice cuántos estoy captando en cada color (porque cada color corresponde a una cierta longitud de onda).

¿Pero por qué estarían llegando fotones de todas las longitudes de onda al mismo tiempo a mis ojos?, ¿Por qué no solo de un color?, ¿No que la luz blanca contiene a todos los colores en ella?

En efecto, la luz blanca corresponde a la combinación de todos los colores, o sea que recibes fotones de todas las longitudes que posee -a lo menos- el rango visual del espectro electromagnético, y en proporciones similares. Pero comúnmente lo que tenemos es un desbalance, una cantidad mayor de fotones de un cierto color y menor en el resto. Esto viene del cuerpo negro como le llamamos en física, es un objeto hipotético que usamos para representar a un cuerpo en equilibrio térmico, que absorbe toda la luz que le llega (el negro absoluto) y al mismo tiempo emite en todas las longitudes onda, pero ojo, no lo hace de forma equitativa, emite más de un color o de otro dependiendo de la temperatura del cuerpo.

Cuento corto, para una temperatura baja relativo a nosotros como humanos, la mayor parte de fotones serán cercanos al rojo, y para temperaturas altas como estrellas azules, bueno, azules. Pero siempre tenemos todos los colores en la mezcla, solo que en diferentes proporciones, y esto hace que percibamos la luz de un color u otro. Esto, el espectro de un cuerpo negro, es lo que llamamos un espectro continuo, simplemente porque tenemos fotones de todas las longitudes de onda, y no aparece inesperadamente alguna longitud donde no tengamos nada, no hay huecos en el espectro.

Pero te dije que el cuerpo negro era un cuerpo hipotético, ficticio, que usamos como herramienta en la física para modelar el comportamiento de la luz. Entonces, ¿de qué sirve si es ficticio y no existen cuerpos negros en la realidad? Sencillo amigo mío, existen cuerpos que se comportan muy parecido a un cuerpo negro, por lo que acudimos al recurso favorito de muchos en ciencia, la aproximación.

Y con la aproximación, aparecen nuestras amigas las estrellas, que como expresé antes, no son cuerpos negros perfectos, pero se comportan de forma muy similar; si el cuerpo negro es lo que te compraste en cierta tienda china, la estrella es lo que te llega. Vamos, no es igual pero sirve de todas formas.

Hasta aquí tenemos entendimiento del espectro continuo, con todos los colores, y que viene de cualquier objeto que posea una temperatura diferente al cero absoluto, en particular las estrellas. Pero lo que observamos en la realidad, además de que no es exactamente igual a lo que esperamos, se distorsiona aún más debido a otros factores. Así es, comienza la propagación de la luz y comienzan los problemas, pero esos te los contaré otro día, es tarde y me dio sueño, veré otros espectros en mis pesadillas.

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