17.2: Colores de Estrellas
- Page ID
- 127713
Objetivos de aprendizaje
Al final de esta sección, podrás:
- Compara las temperaturas relativas de las estrellas en función de sus colores
- Entender cómo los astrónomos utilizan los índices de color para medir las temperaturas de las estrellas
Mira la hermosa imagen de las estrellas en la Nube Estelar de Sagitario que se muestra en Figura\(\PageIndex{1}\). Las estrellas muestran multitud de colores, incluyendo rojo, naranja, amarillo, blanco y azul. Como hemos visto, las estrellas no son todas del mismo color porque no todas tienen temperaturas idénticas. 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. En los capítulos que siguen, proporcionaremos la temperatura de las estrellas que estamos describiendo, y esta sección te dice cómo se determinan esas temperaturas a partir de los colores de luz que desprenden las estrellas.
Color y Temperatura
Como aprendimos anteriormente, la ley de Viena 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 a longitudes de onda rojas (con más radiación que sale en el infrarrojo) (Figura\(\PageIndex{1}\)). 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, que se discutirá en Entre las estrellas: gas y polvo en el espacio). El color no depende de la distancia al objeto. Esto debería ser familiar para usted desde la experiencia cotidiana. El color de una señal de tráfico, por ejemplo, aparece igual por muy lejos que esté. Si de alguna manera pudiéramos tomar una estrella, observarla, y luego moverla mucho más lejos, su aparente brillo (magnitud) cambiaría. Pero este cambio en el brillo es el mismo para todas las longitudes de onda, y así su color seguiría siendo el mismo.
| Color Estrella | Temperatura Aproximada | Ejemplo |
|---|---|---|
| Azul | 25.000 K | Spica |
| Blanco | 10,000 K | Vega |
| Amarillo | 6000 K | Sun |
| Naranja | 4000 K | Aldebarán |
| Rojo | 3000 K | Betelgeuse |
Phet: Espectro de cuerpo negro
Acude a esta simulación interactiva de la Universidad de Colorado para ver el color de una estrella cambiando a medida que cambia la temperatura.
Las estrellas más calientes tienen temperaturas de más de 40,000 K, y las estrellas más frías tienen temperaturas de alrededor de 2000 K. La temperatura de la superficie de nuestro Sol es de aproximadamente 6000 K; su color de longitud de onda máxima es ligeramente amarillo verdoso. En el espacio, el Sol se vería blanco, brillando con cantidades casi iguales de longitudes de onda de luz rojizas y azuladas. Se ve algo amarillo como se ve 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) fuera de los haces de luz solar que nos llegan, dejando atrás una luz de longitud de onda más larga. Esto también explica por qué el cielo es azul: el cielo azul es la luz solar 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 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 color verde, plástico, que, cuando se sostiene frente a tus ojos, deja pasar solo los colores verdes de la luz.
Un conjunto de filtros de uso común en astronomía mide el brillo estelar a tres longitudes de onda correspondientes a la luz ultravioleta, azul y amarilla. Los filtros se denominan: 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 suele expresarse en magnitudes. La diferencia entre dos de estas magnitudes, digamos, entre las magnitudes azules y visuales (B—V), se denomina índice de color.
Acude a este simulador de luz y filtros para una demostración de cómo se pueden combinar diferentes fuentes de luz y filtros para determinar el espectro observado. También se puede ver cómo se asocian los colores percibidos con el espectro.
Por acuerdo entre los astrónomos, las magnitudes ultravioleta, azul y visual del sistema UBV se ajustan para dar un índice de color de 0 a una estrella con una temperatura superficial de alrededor de 10,000 K, como Vega. Los índices de color B-V de las estrellas van desde −0.4 para las estrellas más azules, con temperaturas de alrededor de 40,000 K, hasta +2.0 para las estrellas más rojas, con temperaturas de alrededor de 2000 K. El índice B—V para el Sol es de aproximadamente +0.65. Tenga en cuenta que, por convención, el índice B-V es siempre el “más azul” menos el color “más rojo”.
¿Por qué usar un índice de color si en última instancia implica temperatura? Porque el brillo de una estrella a través de un filtro es lo que realmente miden los astrónomos, y siempre nos sentimos más cómodos cuando nuestras declaraciones tienen que ver con cantidades medibles.
Resumen
Las estrellas tienen diferentes colores, que son indicadores de temperatura. Las estrellas más calientes tienden a aparecer azules o azul-blancas, mientras que las estrellas más frescas son rojas. Un índice de color de una estrella es la diferencia en las magnitudes medidas en dos longitudes de onda cualesquiera y es una forma en que los astrónomos miden y expresan la temperatura de las estrellas.
Glosario
- índice de color
- diferencia entre las magnitudes de una estrella u otro objeto medidas a la luz de dos regiones espectrales diferentes, por ejemplo, magnitudes azules menos visuales (B-V)