La increíble relación entre el color y la temperatura de una estrella

Estrellas hay de muchos tamaños diferentes, también podemos encontrarlas de varios colores, ¿pero qué determina exactamente el color de una estrella?

Aunque en el cielo nocturno las veamos todas más o menos iguales, lo cierto es que las estrellas pueden presentar un cierto rango de colores. Tal vez hayas oído hablar de estrellas gigantes azules, enanas blancas o supergigantes rojas. Esto no es una forma abstracta de clasificarlas, sino que esa descripción hace referencia al color real de cada una de esas estrellas. Este color se debe únicamente a la temperatura de la estrella. A la temperatura de su superficie, concretamente. Las estrellas emiten luz como lo haría un cuerpo negro. Este cuerpo, que por supuesto no tiene nada que ver con el color de la piel humana, sería un emisor ideal, que emite luz simplemente por estar a cierta temperatura.

Todos los cuerpos, por estar a una determinada temperatura, emiten radiación electromagnética, o sea luz. Desde el Sol o una bombilla incandescente hasta ti. La diferencia entre tú y el Sol, el motivo por el que no brillas, es que la luz que tú emites está en la parte infrarroja del espectro. Es decir, sí brillas, sí emites luz, pero nuestros ojos no son capaces de verla a simple vista. Un cuerpo que absorba toda la luz que le llega y sólo emita luz por estar a cierta temperatura será lo que se conoce como cuerpo negro. Esto es una idealización porque aunque los objetos de color negro absorben la mayoría de la luz que reciben, no existe ninguno que absorba la absoluta totalidad.

La luz que somos capaces de ver representa una minúscula parte de todas las longitudes de onda posibles. Los infrarrojos de las cámaras de visión nocturna, los rayos X de las radiografías o las microondas del hornillo microondas son luz, exactamente igual que la que perciben tus ojos, permitiéndote ver el mundo que te rodea. Solo se diferencian en su energía. Tal vez sepas que cuando un sonido se hace muy grave o muy agudo, dejamos de poder oírlo. Lo mismo ocurre con la luz: cuando se vuelve menos energética que la luz roja, es decir, infrarroja, o más energética que la luz violeta, ultravioleta, dejamos de verla. Esto es lo que se conoce como el espectro electromagnético o espectro de la luz. La parte visible de este espectro estaría formada por los colores que conocemos, los que forman el arcoiris.

A finales del siglo XIX se determinó cómo se reparte la energía emitida por un cuerpo negro. Habrá una longitud de onda con emisión máxima que disminuirá cuando aumente la temperatura. Dicho de manera más simple esto significa que los cuerpos más calientes emiten luz cada vez más azulada. Por eso un trozo de metal, al calentarse, empieza a brillar con un tono rojizo y va cambiando a naranja, amarillento y blanco conforme se va calentando. También las estrellas seguirán este patrón. Las más frías tendrán un brillo rojizo o anaranjado. Betelgeuse, una estrella que se encuentra en la constelación de Orión, formando el hombro izquierdo del mítico guerrero, o Aldebarán, la estrella más brillante de Tauro y una de las más brillantes del cielo nocturno, son eminentemente rojas. Ambas pueden verse fácilmente en una noche despejada desde las afueras de cualquier ciudad. La temperatura de la superficie de estas estrellas está en torno a los 3000 y 4000 ºC. Estrellas como nuestro Sol o Alfa Centauri (la estrella visible a simple vista más cercana al Sistema Solar y la segunda más cercana) muestran un brillo amarillento, estando su superficie en torno a 5000 o 6000 ºC. Las estrellas más calientes, como Rigel (también en la constelación de Orión, en la esquina derecha de la falda que viste el guerrero) o Sirius, brillan con un tono azulado y su temperatura superficial supera los 10000 ºC. De hecho Sirius, la estrella más brillante del cielo nocturno, consiste en un sistema de dos estrellas muy próximas entre sí y que se orbitan mutuamente. La estrella más grande y más brillante tiene una temperatura de casi 10000 ºC, mientras que su compañera alcanza los 25000 ºC.

Pero la radiación del cuerpo negro no solo nos permite entender el color de las estrellas sino también el color de la llama de un mechero o lo fogones de una cocina. Cuando prendemos la llama, la parte inferior suele presentar un tono azulado y conforme vamos subiendo éste va tomando tonos amarillos y naranjas. Pues bien, lo que hemos comentado para las estrellas puede trasladarse aquí, reduciendo un poco la escala de temperaturas. De esta forma la parte azul de la llama será la más caliente. Al mezclarse el gas con los gases de la atmósfera la combustión será menos eficiente y la llama perderá temperatura, cambiando su color en consecuencia.

Por supuesto, no debemos asumir que toda luz emitida seguirá este principio. En las bombillas led, tubos fluorescentes o en las pantallas de teléfonos y televisores la emisión de luz no seguirá el comportamiento de un cuerpo negro, sino que vendrá de la interacción de cierta corriente eléctrica con los electrones de la bombilla o pixel concreto. En estos casos no podremos establecer relación entre el color de la luz y la temperatura del objeto que la emite.

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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