La investigación astronómica moderna ha acumulado una asombrosa riqueza de conocimiento sobre el universo a pesar de las extremas limitaciones en la observación y la recopilación de datos. Los astrónomos informan rutinariamente información detallada sobre objetos que están a billones de millas de distancia. Una de las técnicas esenciales de la investigación astronómica consiste en medir la radiación electromagnética y realizar cálculos detallados para determinar la temperatura de objetos distantes.

De la temperatura al color

El color de la luz irradiada por una estrella revela su temperatura, y la temperatura de una estrella determina la temperatura de los objetos cercanos, como los planetas. La luz se produce cuando las partículas atómicas cargadas vibran y liberan energía como partículas de luz, conocidas como fotones. Debido a que la temperatura corresponde a la energía interna de un objeto, los objetos más calientes emitirán fotones de mayor energía. La energía de los fotones determina la longitud de onda, o color, de la luz; por lo tanto, el color de la luz emitida por un objeto es una indicación de la temperatura. Sin embargo, este fenómeno no es observable hasta que un objeto se calienta mucho, alrededor de 3.000 grados Celsius (5,432 grados Fahrenheit), porque las temperaturas más bajas irradian en el espectro infrarrojo en lugar del espectro visible.

Celestiales Negros

El concepto de cuerpo negro es esencial para medir la temperatura de los objetos astronómicos. Un cuerpo negro es un objeto teórico que absorbe perfectamente la energía de todas las longitudes de onda de la luz. Además, la emisión de luz de un cuerpo negro no está influenciada por la composición del objeto. Esto significa que un cuerpo negro irradia luz según un determinado espectro de colores que depende únicamente de la temperatura del objeto. Las estrellas no son cuerpos negros ideales, pero están lo suficientemente cerca como para permitir una aproximación precisa de la temperatura en función de las longitudes de onda de emisión.

Muchas longitudes de onda, un pico

Una simple observación visual no revela la temperatura de una estrella porque la temperatura determina la longitud de onda de emisión máxima, no la única longitud de onda de emisión. Las estrellas generalmente aparecen blanquecinas porque sus espectros de emisión cubren un amplio rango de longitudes de onda, y el ojo humano interpreta una mezcla de todos los colores como luz blanca. En consecuencia, los astrónomos usan filtros ópticos que aíslan ciertos colores, luego comparan las intensidades de estos colores aislados para determinar el pico aproximado del espectro de emisión de una estrella.

Calentados por una estrella

Las temperaturas planetarias son más difícil de determinar porque las características de absorción y emisión de un planeta pueden no ser adecuadamente similares a las características de absorción y emisión de un cuerpo negro. La atmósfera de un planeta y los materiales de la superficie pueden reflejar cantidades significativas de luz, y parte de la energía de la luz absorbida queda retenida por el efecto invernadero. En consecuencia, los astrónomos estiman la temperatura de un planeta distante a través de cálculos complejos que representan variables como la temperatura de la estrella más cercana, la distancia del planeta a la estrella, el porcentaje de luz que se refleja, la composición de la atmósfera y la rotación del planeta características.