El rojo en el universo

La astrofísica Julieta Fierro, especialista en materia interestelar que hoy se dedica a la divulgación de la ciencia, nos recibe en su departamento. Al abrir la puerta, esperaba encontrarse con un mensajero, no con nosotros, que interrumpimos su ligero desayuno. Lleva puesto un suéter rojo y la coincidencia nos alegra. Parece como si se hubiera vestido para la ocasión: agendamos esta cita con ella a mediados de noviembre de 2024 para entrevistarla sobre la presencia de dicho color en el universo. El rojo ha resultado ser crucial en su disciplina, pues indica la temperatura de las estrellas y la distancia a la que se encuentran estos y otros cuerpos astronómicos, como las nebulosas y los cuásares. Entre bocados de chapulines, el manjar rojizo que nos ofrece nuestra anfitriona y que podría formar parte de la dieta de los astronautas para sobrevivir en Marte, conversamos con Julieta Fierro sobre el rojo en el cosmos.

–Podemos empezar hablando de las estrellas gigantes rojas.

–Y de las enanas rojas, que son las más abundantes… Hay una inmensidad de astros rojos en el universo. Las gigantes rojas son estrellas que ya terminaron de usar su combustible nuclear, cuya base es el hidrógeno, para fusionar otros elementos como el helio, el carbono, el nitrógeno y el oxígeno. El Sol se convertirá en una estrella gigante roja en 4 600 millones de años, y entonces será tan grande como la distancia que hoy lo separa de la Tierra. Cuando esto ocurra nuestro planeta se desintegrará y es posible que su materia se incorpore a una nube interestelar que dé origen a otro sistema solar.

Vale la pena señalar que el color rojo no es la manera más efectiva de conocer los astros. Una de las herramientas más poderosas de la astronomía es la espectroscopía, esto es, la descomposición de la luz blanca en la gama de colores. Nuestro ojo no es capaz de hacer esto, no es como nuestro oído. Tú vas a oír una orquesta y puedes escoger si escuchas los timbales o los trombones o todos los instrumentos a la vez. El ojo es un órgano más primitivo que el oído y no sabe hacer algo similar con la gama de colores que contiene la luz blanca.

Las estrellas rojas emiten más luz dentro de la longitud de onda que asociamos con dicho color; las amarillas, como el Sol, irradian mayor cantidad de luz en la frecuencia correspondiente; y en las azules domina esta tonalidad. En el caso del Sol, los colores de la espectroscopía son los del arcoíris. Al respecto, los colores de los gases incandescentes dependen de varios factores, como su temperatura y composición. Para entender cómo la temperatura determina el color, sirve pensar en un horno eléctrico: justo al encenderlo, se ve gris porque aún no ha entrado en calor; después se pondrá rojo oscuro, luego rojo claro y finalmente naranja. Desde el siglo XVIII se construyeron filtros rojos para resaltar este color; más tarde se emplearon para fotografiar estrellas y nubes de gas, y descubrir objetos cósmicos. Volviendo a la relación entre la temperatura y el color de las estrellas, las rojas tienen una temperatura aproximada de 2 000 °c, por lo tanto, son más frías que las amarillas, de 6 000 °c, y que las gigantes azules, de 40 000 °c. En suma, aunque las estrellas emiten una gama de colores, predomina uno de ellos, que depende de la temperatura.

En el rango de la luz visible para los humanos, el rojo tiene la menor longitud de onda y la menor temperatura. Después se encuentra la luz infrarroja, más fría aún. No podemos ver las ondas infrarrojas, las sentimos en la piel porque tenemos un detector infrarrojo: el calor.

El espectro de una fuente luminosa depende también de su composición química. Cada elemento, al calentarse y evaporarse, produce una gama distinta de colores, que incluye al rojo. Además, el color de un astro depende de la velocidad de su movimiento. Este aspecto funciona como el efecto doppler; si el objeto que emite la luz se acerca a la Tierra, su gama de colores se mueve hacia el azul, y si el objeto se aleja, la gama se mueve hacia el rojo.

Así, el color de un astro depende de su temperatura, su composición química y su velocidad. Es posible conocer la naturaleza del universo mediante la espectroscopía, esto es, por medio de la gama de colores.

–¿A partir de esto es posible inferir que las estrellas rojas son las más frías?

–Exactamente. La temperatura de los gases, como los que conforman las estrellas, depende de la frecuencia de la luz que éstas emiten. La frecuencia de la luz depende de la energía.

–Y si una estrella roja está emitiendo menos energía, ¿implica que es más antigua?

–No. A la naturaleza le resulta más fácil crear cuerpos pequeños, por eso hay muchas más estrellas “enanas” que gigantes. El color de la estrella depende de las reacciones en su núcleo. Las más grandes tienen más presión en su interior y tanto el núcleo como toda la estrella están más calientes, éstas son las estrellas azules. Las chiquitas tienen menos presión en su interior, su temperatura es más baja y sus reacciones termonucleares son menos intensas y, por lo tanto, son más frías.