Cómo sabemos de qué están compuestos los astros

Cómo sabemos de qué están compuestos los astros

via Entendiendo la Astronomía by Tomás on 3/5/10

¿Cómo es posible que los astrónomos sepan de qué están compuestos los astros? En principio parece "cosa de brujería", que díría Don Quijote, porque si no podemos tomar una muestra y analizarla tenemos un problema muy gordo. Además, nos puede surgir otra duda: ¿serán los mismo elementos químicos que ya conocemos en la Tierra, o serán otros diferentes y extraños para nosotros? Aparentemente son preguntas imposibles de responder, pero por suerte no es así. Conocemos perfectamente de qué están compuestos los astros, y además, sabemos con seguridad que los elementos químicos extraterrestres son los mismos que podemos encontrar aquí. Quizá queráis saber cómo.

Lo único que nos llega de los astros es su radiación, su luz, así que sin duda por ahí debe estar la respuesta. ¿Pero qué hay en la luz que nos indique la composición química del cuerpo que la emite? Tendremos que analizar la luz. Algo en sus tripas debe darnos esa información.

El primero que dio un paso en ello fue Isaac Newton, al comprobar que la luz visible se descompone en los colores del arcoiris al atravesar un prisma. Nuestra familiar luz "blanca" proviniente del Sol resulta de la combinación de colores, reducidos a la famosa cantinela de rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. A la descomposición de la luz le llamaremos espectro.

Si a ese prisma le añadimos unas finas rendijas y le colocamos unas lentes de aumento podremos examinar al detalle el espectro. Habremos construído un espectroscopio. Eso fue lo que hizo Fraunhoffer, y encontró que el espectro, aparentemente continuo, tenía en realidad estrechas franjas negras, carentes de color.

Pronto empezó a experimentar con ello: las franjas oscuras no eran las mismas si analizaba el espectro del Sol o el de la llama de una vela.

Pronto se descubrió que si secalentaba lo suficiente un cuerpo, emitía luz con un espectro contínuo, sin ninguna franja. Lo siguiente fue analizar la luz resultante de ese espectro continuo pero tras colocar en medio una fina película compuesta por un elemento químico concreto. La sorpresa fue que en estos casos el espectro emitido era diferente: todo negro excepto algunas franjas con color. Pero lo más importante fue que cada elemento químico del que se analizara el espectro proporcionaba unas franjas visibles del espectro diferentes al resto. Pronto se elaboró una especie de catálogo de lineas espectrales correspondientes a cada elemento químico. Cada elemento tenía ya sus huellas dactilares.

De esta forma, si colocamos un espectroscopio en un telescopio, descompondremos el espectro de luz del astro al que apuntemos, y comparando las lineas oscuras con las obtenidas en laboratorio para cada elemento, sabremos qué elementos químicos se encuentran presentes en él. Ahí lo tiene usted, Don Quijote, que ahora parece ya cosa de ciencia.

Si ahondamos un poco más en este fenómeno, el hecho de que un elemento químico concreto genere unas lineas espectrales está relacionado con la constitución de sus átomos. Cuando un átomo recibe radiación (como pueda ser la luz) algunos de sus electrones adquieren más energía y "saltan" a estado energéticos mayores, o cuantos. La energía que ganan corresponde a una parte del espectro de la luz incidente sobre el átomo, es decir, que en el espectro aparecerá una linea negra. Al contrario, cuando pierden esa energía y vuelven a su cuanto en el que resultaban estables los electrones, emiten esa pequeña franja del espectro. Gracias a la espectroscopía se empezó a entender el átomo, con el modelo de Bohr.

Si tu mente inquieta no está saciada, que sepas que puedes hacerte un espectroscopio casero y pasar los resultados al Visual Spec (gratuito) para determinar qué elementos se encuentran en el cuerpo emisor de la luz.