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Arco iris elevándose sobre un bosque brumoso

Un arco iris se eleva sobre un bosque brumoso. (Crédito: U.S. Fish and Wildlife Service)

Un espectro es simplemente una tabla o un gráfico que muestra la intensidad de la luz emitida en un rango de energías. ¿Has visto alguna vez un espectro? Probablemente. La naturaleza hace unos preciosos que llamamos arco iris. La luz solar enviada a través de las gotas de lluvia se extiende para mostrar sus distintos colores (losdiferentes colores son sólo la forma en que nuestros ojos perciben la radiación con energías ligeramente diferentes).

La espectroscopia puede ser muy útil para ayudar a los científicos a entender cómo un objeto como un agujero negro, una estrella de neutrones o una galaxia activa produce luz, a qué velocidad se mueve y de qué elementos está compuesto. Los espectros pueden producirse para cualquier energía de la luz, desde las ondas de radio de baja energía hasta los rayos gamma de muy alta energía.

Cada espectro contiene una gran variedad de información. Por ejemplo, hay muchos mecanismos diferentes por los que un objeto, como una estrella, puede producir luz. Cada uno de estos mecanismos tiene un espectro característico.

El espectro electromagnético

La luz blanca (lo que llamamos luz visible u óptica) puede dividirse en los colores que la componen fácilmentey con un resultado familiar: el arco iris. Todo lo que tenemos que hacer es utilizar una rendija para enfocar un estrecho haz de luz en un prisma. Este montaje es en realidad un espectrómetro básico.

espectro de la luz blanca

Espectro de la luz blanca luz blanca

El arco iris resultante es en realidad un espectro continuo que nos muestra las diferentes energías de la luz (del rojo al azul) presentes en la luz visible. Pero el espectro electromagnético no se limita a la luz óptica. Abarca todas las energías de la luz, desde las ondas de radio de baja energía, las microondas, los infrarrojos, la luz óptica, el ultravioleta y los rayos X y gamma de muy alta energía.

Ilustración del espectro electromagnético

El espectro electromagnético completo. (Crédito: NASA’s Imagine the Universe)

*¡Dime más sobre el espectro electromagnético!

¿Qué pueden aprender los científicos de un espectro?

Continuoespectro de luz blanca
Emisión o línea brillanteespectro de luz blanca
Absorción o línea oscuraespectro de luz blanca

Tres tipos de espectros: continuo, línea de emisión y absorción.(Crédito: NASA’s Imagine the Universe)

Cada elemento de la tabla periódica puede aparecer en forma gaseosa y producirá una serie de líneas brillantes exclusivas de ese elemento.El hidrógeno no se parecerá al helio, que no se parecerá al carbono, que no se parecerá al hierro… y pronto. Así, los astrónomos pueden identificar qué tipo de cosas hay en las estrellas a partir de las líneas que encuentran en el espectro estelar. Este tipo de estudio se llama espectroscopia.

La ciencia de la espectroscopia es bastante sofisticada. A partir de las líneas espectrales, los astrónomos pueden determinar no sólo el elemento, sino la temperatura y la densidad de ese elemento en la estrella. La línea espectral también puede informarnos sobre el campo magnético de la estrella. La anchura de la línea puede indicarnos la rapidez con la que se mueve el material. A partir de esto podemos aprender sobre los vientos en las estrellas. Si las líneas se desplazan hacia adelante y hacia atrás, podemos saber que la estrella puede estar orbitando alrededor de otra estrella. Podemos estimar la masa y el tamaño de la estrella a partir de esto. Si las líneas crecen y se desvanecen, podemos conocer los cambios físicos de la estrella. La información espectral también puede informarnos sobre el material que rodea a las estrellas. Este material puede estar cayendo sobre la estrella desde un disco en forma de rosquilla alrededor de la estrella, llamado disco de acreción. Estos discos suelen formarse alrededor de una estrella de neutrones o de un agujero negro. La luz del material entre las estrellas permite a los astrónomos estudiar el medio interestelar (ISM). Esto nos dice qué tipo de materia llena el espacio entre las estrellas. El espacio no está vacío. Hay mucho gas y polvo entre las estrellas. La espectroscopia es una de las herramientas fundamentales que los científicos utilizan para estudiar el Universo.

* Utiliza Hera para analizar espectros.

Actualización: Agosto 2013