Los diferentes colores de las estrellas. ¿Por qué tienen esos colores?

Las estrellas muestran multitud de colores, incluidos rojo, naranja, amarillo, blanco y azul entre otros muchos. Las estrellas no son todas del mismo color porque no todas tienen temperaturas idénticas ya el color que veamos depende de su temperatura. Para definir el color con precisión, los astrónomos han ideado métodos cuantitativos para caracterizar el color de una estrella y luego usar esos colores para determinar las temperaturas estelares. 

Imagen del telescopio espacial Hubble de la nube estelar de Sagitario.  La imagen muestra muchas estrellas de varios colores, blancas, azules, rojas y amarillas repartidas sobre un fondo negro.  Los colores de estrella más comunes en esta imagen son el rojo y el amarillo.
Esta imagen, que fue tomada por el Telescopio Espacial Hubble, muestra estrellas en dirección al centro de la Vía Láctea. El color de una estrella indica su temperatura. Las estrellas azul-blancas son mucho más calientes que el Sol, mientras que las estrellas rojas son más frías. En promedio, las estrellas en este campo están a una distancia de unos 25.000 años luz (lo que significa que la luz tarda 25.000 años en recorrer la distancia que nos separa de ellas) y el ancho del campo es de unos 13,3 años luz. (crédito: Equipo del Patrimonio del Hubble (AURA/STScI/NASA))

Color y Temperatura

La llamada ley de Wien relaciona el color estelar con la temperatura estelar . Los colores azules dominan la salida de luz visible de las estrellas muy calientes (con mucha radiación adicional en el ultravioleta). Por otro lado, las estrellas frías emiten la mayor parte de su energía de luz visible en longitudes de onda rojas (con más radiación proveniente del infrarrojo). Por lo tanto, el color de una estrella proporciona una medida de su temperatura superficial intrínseca o verdadera (aparte de los efectos del enrojecimiento por el polvo interestelar). El color no depende de la distancia al objeto. El color de un semáforo, por ejemplo, parece el mismo por muy lejos que esté. Si de alguna manera pudiéramos tomar una estrella, observarla y luego moverla mucho más lejos, su brillo aparente (magnitud) cambiaría. Pero este cambio de brillo es el mismo para todas las longitudes de onda, por lo que su color seguiría siendo el mismo.

Ejemplos de colores de estrellas y temperaturas aproximadas correspondientes
Color de la estrellaTemperatura aproximadaEjemplo
Azul25.000ºCSpica
Blanco10.000ºCVega
Amarillo6000 ºCSol
Naranja4000ºCAldebarán
Rojo3000ºCBetelgeuse

Muy interesante esta simulación interactiva para ver cómo cambia el color:

https://phet.colorado.edu/sims/html/blackbody-spectrum/latest/blackbody-spectrum_en.html

Las estrellas más calientes tienen temperaturas de más de 40 000ºC, y las estrellas más frías tienen temperaturas de alrededor de 2000 ºC. La temperatura de la superficie de nuestro Sol es de alrededor de 6000 ºC; su color de longitud de onda máxima es ligeramente amarillo verdoso. En el espacio, el Sol se vería blanco, brillando con aproximadamente la misma cantidad de longitudes de onda de luz rojizas y azuladas. Se ve algo amarillo visto desde la superficie de la Tierra porque las moléculas de nitrógeno de nuestro planeta dispersan algunas de las longitudes de onda más cortas (es decir, azules) de los rayos de luz solar que nos llegan, dejando atrás más luz de longitud de onda larga. Esto también explica por qué el cielo es azul: el cielo azul es la luz del sol dispersada por la atmósfera de la Tierra.

Índices de color

Para especificar el color exacto de una estrella, los astrónomos normalmente miden el brillo aparente de una estrella (discutido en Luminosidad y brillo aparente ) a través de filtros, cada uno de los cuales transmite solo la luz de una banda estrecha particular de longitudes de onda (colores). Un ejemplo crudo de un filtro en la vida cotidiana es una botella de refresco de plástico de color verde que, cuando se sostiene frente a los ojos, solo deja pasar los colores verdes de la luz.

Un conjunto de filtros de uso común en astronomía mide el brillo estelar en tres longitudes de onda correspondientes a la luz ultravioleta, azul y amarilla. Los filtros se nombran: U (ultravioleta), B (azul) y V (visual, para amarillo). Estos filtros transmiten luz cerca de las longitudes de onda de 360 ​​nanómetros (nm), 420 nm y 540 nm, respectivamente. El brillo medido a través de cada filtro se suele expresar en magnitudes. La diferencia entre cualquiera de estas dos magnitudes, por ejemplo, entre las magnitudes azul y visual (B–V), se denomina índice de color.

Para saber más:

El verdadero color del Sol

El color de las estrellas fugaces

Radiación electromagnética

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