Cuando los observadores de estrellas salen por la noche para mirar el cielo, ven la luz de estrellas, planetas y galaxias distantes. La luz es crucial para el descubrimiento astronómico. Ya sea de estrellas u otros objetos brillantes, la luz es algo que los astrónomos usan todo el tiempo. Los ojos humanos "ven" (técnicamente, "detectan") la luz visible. Esa es una parte de un espectro de luz más grande llamado espectro electromagnético (o EMS), y el espectro extendido es lo que los astrónomos usan para explorar el cosmos.
El espectro electromagnético
El EMS comprende la gama completa de longitudes de onda y frecuencias de luz que existen: ondas de radio , microondas , infrarrojos , visuales (ópticos) , ultravioleta, rayos X y rayos gamma . La parte que ven los humanos es una pequeña franja del amplio espectro de luz que emiten (irradian y reflejan) los objetos en el espacio y en nuestro planeta. Por ejemplo, la luz de la luna es en realidad la luz del Sol que se refleja en él. Los cuerpos humanos también emiten (irradian) infrarrojos (a veces denominados radiación de calor). Si la gente pudiera ver en infrarrojos, las cosas se verían muy diferentes. También se emiten y reflejan otras longitudes de onda y frecuencias, como los rayos X. Los rayos X pueden atravesar objetos para iluminar los huesos. La luz ultravioleta, que también es invisible para los humanos, es bastante enérgica y es responsable de la piel quemada por el sol.
Las propiedades de la luz
Los astrónomos miden muchas propiedades de la luz, como la luminosidad (brillo), la intensidad, su frecuencia o longitud de onda y la polarización. Cada longitud de onda y frecuencia de la luz permite a los astrónomos estudiar los objetos del universo de diferentes formas. La velocidad de la luz (que es de 299,729,458 metros por segundo) también es una herramienta importante para determinar la distancia. Por ejemplo, el Sol y Júpiter (y muchos otros objetos del universo) son emisores naturales de radiofrecuencias. Los radioastrónomos observan esas emisiones y aprenden sobre las temperaturas, velocidades, presiones y campos magnéticos de los objetos. Un campo de la radioastronomía se centra en buscar vida en otros mundos mediante la búsqueda de cualquier señal que puedan enviar. Eso se llama búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI).
Qué propiedades de la luz les dicen a los astrónomos
Los investigadores de astronomía suelen estar interesados en la luminosidad de un objeto , que es la medida de la cantidad de energía que emite en forma de radiación electromagnética. Eso les dice algo sobre la actividad dentro y alrededor del objeto.
Además, la luz se puede "dispersar" de la superficie de un objeto. La luz dispersa tiene propiedades que les dicen a los científicos planetarios qué materiales componen esa superficie. Por ejemplo, podrían ver la luz dispersa que revela la presencia de minerales en las rocas de la superficie marciana, en la corteza de un asteroide o en la Tierra.
Revelaciones infrarrojas
La luz infrarroja es emitida por objetos cálidos como protoestrellas (estrellas a punto de nacer), planetas, lunas y objetos enanos marrones. Cuando los astrónomos apuntan con un detector infrarrojo a una nube de gas y polvo, por ejemplo, la luz infrarroja de los objetos protoestelares dentro de la nube puede atravesar el gas y el polvo. Eso les da a los astrónomos una mirada al interior del vivero estelar. La astronomía infrarroja descubre estrellas jóvenes y busca mundos que no sean visibles en longitudes de onda ópticas, incluidos los asteroides de nuestro propio sistema solar. Incluso les da un vistazo a lugares como el centro de nuestra galaxia, escondidos detrás de una espesa nube de gas y polvo.
Más allá de lo óptico
La luz óptica (visible) es la forma en que los humanos ven el universo; vemos estrellas, planetas, cometas, nebulosas y galaxias, pero solo en ese estrecho rango de longitudes de onda que nuestros ojos pueden detectar. Es la luz que evolucionamos para "ver" con nuestros ojos.
Curiosamente, algunas criaturas de la Tierra también pueden ver el infrarrojo y el ultravioleta, y otras pueden sentir (pero no ver) campos magnéticos y sonidos que nosotros no podemos sentir directamente. Todos estamos familiarizados con los perros que pueden oír sonidos que los humanos no pueden oír.
La luz ultravioleta es emitida por procesos y objetos energéticos en el universo. Un objeto tiene que tener una cierta temperatura para emitir esta forma de luz. La temperatura está relacionada con eventos de alta energía, por lo que buscamos emisiones de rayos X de objetos y eventos tales como estrellas recién formadas, que son bastante energéticas. Su luz ultravioleta puede romper moléculas de gas (en un proceso llamado fotodisociación), por lo que a menudo vemos estrellas recién nacidas "devorando" sus nubes de nacimiento.
Los rayos X son emitidos por procesos y objetos aún MÁS energéticos, como chorros de material sobrecalentado que salen de los agujeros negros. Las explosiones de supernovas también emiten rayos X. Nuestro Sol emite enormes corrientes de rayos X cada vez que eructa una llamarada solar.
Los rayos gamma son emitidos por los objetos y eventos más energéticos del universo. Los cuásares y las explosiones de hipernovas son dos buenos ejemplos de emisores de rayos gamma, junto con los famosos " estallidos de rayos gamma ".
Detectando varias formas de luz
Los astrónomos tienen diferentes tipos de detectores para estudiar cada una de estas formas de luz. Los mejores están en órbita alrededor de nuestro planeta, lejos de la atmósfera (que afecta a la luz a su paso). Hay algunos observatorios ópticos e infrarrojos muy buenos en la Tierra (llamados observatorios terrestres), y están ubicados a muy gran altitud para evitar la mayoría de los efectos atmosféricos. Los detectores "ven" la luz que entra. La luz podría enviarse a un espectrógrafo, que es un instrumento muy sensible que divide la luz entrante en sus longitudes de onda componentes. Produce "espectros", gráficos que los astrónomos utilizan para comprender las propiedades químicas del objeto. Por ejemplo, un espectro del Sol muestra líneas negras en varios lugares; esas líneas indican los elementos químicos que existen en el Sol.
La luz se utiliza no solo en astronomía, sino en una amplia gama de ciencias, incluida la profesión médica, para el descubrimiento y el diagnóstico, la química, la geología, la física y la ingeniería. Es realmente una de las herramientas más importantes que tienen los científicos en su arsenal de formas en que estudian el cosmos.