El espectro electromagnetico

Un aspecto importante en la astronomía es la luz, porque justamente, la base de toda investigación astronómica se basa en la luz que llega de los astros.

Es cierto que cuando una nave espacial saca fotografías de Marte o de otro objeto el conocimiento que se adquiere es muy superior.

Pero en realidad, nadie llegó hasta una estrella ni a un cúmulo de galaxias. Lo que se conoce en Astronomía hoy en día, se sabe por el análisis de la luz que llega de los astros. Podríamos decir que  mas del 99% de lo que se sabe es por el estudio de la luz.

El espectro electromagnético.

Si alguna vez leíste algún libro de física, vas a ver que a la luz se la considera como un fenómeno doble; como si fuese una partícula (similar a protones, electrones, etc.) o se la asocia con ondas (como las ondas que se producen en el agua).

Nosotros, en razón de los objetivos que buscamos aclarar en este articulo, vamos a considerar que la luz esta compuesta por ondas solamente.
¿Que es la luz entonces?  

Por lo tanto, a la luz se la interpreta como una onda que viaja. La luz tendrá dos características importantes: la intensidad y el color.

La longitud de onda, que es la distancia entre dos valle o dos crestas de la onda, marca su color, la intensidad esta dada por su alto.

long onda luz

Una luz muy fuerte va a tener una onda más alta (mayor energía) y una más débil va a tener una onda más baja (menor energía). La longitud de onda es, justamente, el largo de la onda (para aquellos que les guste todo lo relacionado a las radios, la longitud de onda es la inversa de la frecuencia).

¿Cuál es la importancia de la longitud de onda? Me indica el color que estoy viendo. Si es una longitud de onda larga, es de un color rojo; si es una longitud corta, azul; si es intermedia, será amarillo o alguno de los colores del arco iris.

El mismo fenómeno físico

¿Qué quiero decir con esto? ¿Que la luz roja es la misma que la luz azul? 

Sí.
La única diferencia que hay entre ellas es la longitud de onda. Si por algún método yo lograra alargar o acortar la longitud de onda vería distintos colores. Si tomo luz amarilla y la acorto, el resultado es un color azul; si la alargo, el resultado es un color rojo.
En la naturaleza, hay procesos a través de los cuales estos fenómenos de corrimiento de color se logran ver, como por ejemplo, el efecto Doppler.
espectro-electromagnetico-1

¿Hay colores invisibles?

Tenemos la costumbre de pensar que lo mas importante es lo que nos pasa, o lo que vemos, pero la realidad es que existen “colores” invisibles para el ojo.

Son el Infrarrojo, las ondas de radio, mas allá del rojo, y para el otro lado, mas allá del azul están el Ultravioleta, los rayos X y los rayos Gamma. Todos ellos forman lo que se denomina espectro electromagnético.De las longitudes de onda más largas a las mas cortas:

Ondas de radio o radio frecuencia (baja energía)  
Infrarrojo 
Luz Visible 
Ultravioleta 
Rayos X 
Rayos Gamma (Alta energía)

Cuando alargamos o acortamos la onda, vamos hacia los extremos de la banda. Esto significa que si tomo luz  roja y por algún método la estiro, llego al infrarrojo. Y si la estiro más aun, llego a las ondas de radio. Es el mismo fenómeno físico.

El Sol (y los astros en general) emiten en toda las bandas, desde ondas de radio hasta rayos Gamma. Los rayos X, por ejemplo -esos que aparecen cuando uno va a sacarse una radiografía- también son luz.

Es una luz muy especial, que tiene una longitud de onda muy corta, de mucha energía, que penetra la piel u otros objetos. El horno microondas emite en ondas de radio. Es decir que funciona por luz en ondas de radio.
Pero lo que debe quedar en claro es que los rayos Gamma, los X, el ultravioleta, la luz visible, el infrarrojo o las ondas de radio son el mismo fenómeno físico: la Luz.
Todas estas longitudes de onda juntas, sin discontinuidades, con distintos niveles de energía, y se la denomina ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. (EE)
 

Es importante el detectar todas las energías del EE completo, porque sino estamos investigando un fenómeno físico de una manera parcial.

Longitud de onda y temperatura

Hay una relación directa entre la temperatura y la longitud de onda recibida.
Si tengo un radiotelescopio, veo ondas de Radio (longitud de onda de milímetro a metros) y estoy viendo astros fríos, como nubes interestelares alejadas de estrellas.
Fíjate lo importante que es el observar en todas las longitudes de onda. Las galaxias M81, M82  y NGC 2976, en visual, a la izquierda y en ondas de radio (21 cm) a la derecha. Fijate como se ven estructuras que de otra manera permanecerían invisibles. De paso aclaro que la imagen en radio, se la llama en “falso color”, porque no son colores reales, sino que se le ponen colores a los diferentes niveles de energía que recoge el radiotelescopio, para que podamos interpretarlo.

Si recibo Infrarrojo, estoy viendo temperaturas medio/bajas, planetas, zonas de nubes de temperatura un poco mas alta que las anteriores. (algunos cientos de grados).

El visual, que reciben nuestros ojos, van de los 2000 a 15 mil grados, las principales fuentes son las estrellas.
En Ultravioleta ya aparecen fenómenos muy energéticos, del orden de 30 mil grados o mas. Son estrellas ultracalientes u otros objetos relativamente normales pero muy calientes.
En rayos X se recién temperaturas muy altas de orden de millón de grados. Son explosiones, zonas cercanas a Agujeros negros, o zonas muy calientes de estrellas.

Los rayos Gamma son emitidos por los objetos mas energéticos, en general asociación a explosiones de estrellas o agujeros negros. Son de temperaturas del orden de varios millones a docenas de millones de grados.

El filtro de nuestra atmósfera

Nuestra atmósfera nos protege de las inclemencias del espacio, pero al mismo tiempo impide que podamos detectar muchas partes del EE.
Por eso se ponen telescopios en órbita para poder verlos. En la superficie terrestre puede verse las ondas de radio (con Radiotelescopios), algunas ventanas en IR, el visual, y….. nada mas.