Cuando la luz solar incide sobre las gotas de lluvia se genera en
algunos casos el conocido arco iris. Un arco iris, es un fenómeno óptico
y meteorológico que se presenta como un espectro de frecuencias de luz
continuo en el cielo. Pero si no queremos esperar a un día lluvioso para
observar un espectro, podemos utilizar un prisma para obtener uno. En
óptica, un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y
descomponer la luz en los colores del arco iris, tal y como se muestra a
la cabecera de este artículo.
El estudio científico de los objetos basado en el espectro de luz que emiten es conocido como espectroscopía.
Una aplicación particularmente importante de éste estudio se da en la
astronomía donde los espectroscopios son esenciales para analizar las
propiedades de los objetos distantes.
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Espectro del Sol |
La espectroscopía
astronómica utiliza la difracción de alta dispersión para observar
espectros a muy altas resoluciones espectrales. El helio fue el primer
elemento que se detectó en el análisis del espectro del Sol, incluso
antes de ser descubierto en la Tierra.
Pero
la detección de elementos químicos no es la única aplicación de la
espectroscopía. La medida de las líneas espectrales puede ser utilizada
como evaluador del corrimiento al rojo o corrimiento al azul de los
objetos distantes que se mueven a altas velocidades, fenómeno que se
conoce como efecto Doppler. Por ejemplo, un planeta, al orbitar en torno
a su estrella central, ejerce también una fuerza gravitacional sobre
ésta de manera que la estrella gira sobre el centro de masa común del
sistema. Las oscilaciones de la estrella pueden detectarse mediante
leves cambios en las líneas espectrales según la estrella se acerca a
nosotros (corrimiento hacia el azul) o se aleja (corrimiento al rojo).
Este método ha sido el más exitoso en la búsqueda de nuevos planetas,
pero sólo es eficaz en los exoplanetas gigantes más cercanos a la
estrella principal, por lo que sólo puede detectar una leve fracción de
los planetas existentes.
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Movimiento de las líneas espectrales de una estrella ante la presencia de un planeta. |
En Cosmología, la espectroscopía
también ayudó a Edwin Hubble a deducir la aceleración de la expansión
del Universo, y a establecer su famosa Ley de Hubble: La ley de
Hubble es una ley de cosmología física que establece que el corrimiento
al rojo de una galaxia es proporcional a la distancia a la que se
encuentra.
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z es el valor del corrimiento al rojo |
En la década de 1950
se encontraron algunas potentes fuentes de radio asociadas a objetos muy
tenues que parecían ser muy azules. Se les llamó Fuentes de radio
cuasi-estelares, o cuásares. Cuando se obtuvo el primer espectro de uno
de estos objetos se encontró algo misterioso: líneas de absorción en
longitudes de onda que no se esperaban. Pronto se entendió que lo que se
estaba viendo era un espectro galáctico normal, pero muy corrido al
rojo. De acuerdo con la Ley de Hubble, esto implicaba que el cuásar
debía de ser muy distante, y por lo tanto muy luminoso. Actualmente se
piensa que los cuásares son galaxias en formación, con una gran emisión
energética alimentada por agujeros negros supermasivos.
Pero
las aplicaciones de esta técnica también pueden utilizarse en estudios
astrobiológicos. El espectro de los cometas consiste en un espectro
solar reflejado por las nubes de polvo que lo rodean, es decir, lo que
obtenemos son las líneas de emisión generadas cuando el viento solar
choca contra los gases que rodean al cometa. El análisis de la
composición de los cometas ha demostrado que estos cuerpos están
formados a partir de materiales vírgenes provenientes de un Sistema
Solar temprano, en el momento de su creación. Se sabe que existen muchos
compuestos orgánicos en los cometas, y se ha sugerido que los impactos
cometarios pueden haber proporcionado a la Tierra gran parte del agua
que hoy contienen sus océanos, así como los compuestos necesarios para
la creación de la vida. Se ha sugerido también que la vida puede haber
sido traída a la Tierra por cometas procedentes del espacio interestelar
(la teoría de la Panspermia). En el caso de los exoplanetas, gracias al
análisis de su luz se puede detectar la presencia de los componentes
básicos de la vida como el oxígeno y el agua. ¿Y si se llegara a
detectar en estos espectros la firma de elementos que no se forman de
manera natural? Desgraciadamente aún es muy difícil el estudio de los
espectros de los exoplanetas, por lo que de momento sólo podemos
especular.
La espectroscopía ha abierto un gran campo de estudio que llevará sin ninguna duda a una mejor comprensión del Cosmos.
Bibliografía:
http://www.noao.edu/image_gallery/html/im0600.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscop%C3%ADa_astron%C3%B3mica#Planetas_y_asteroides
http://astrofisicayfisica.blogspot.com/search/label/astrobiolog%C3%ADa
http://www.astronomia2009.es/Documentos/AdeAstronomas/cuadernos/Leydehubble.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Prisma_%28%C3%B3ptica%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_radial
http://astrofisicayfisica.blogspot.com/2011/06/algol-la-estrella-endemoniada-parte-2.html
http://electromagnetismo2010a.wikispaces.com/file/view/Espectroscopia+Astronomica.pdf
http://astrofisicayfisica.blogspot.com/2009/12/espectroscopia-amateur.html
Un buen y conciso comentario que aclara muchas dudas a los principiantes en esta materia. Enhorabuena por el blog.
ResponderEliminarMuchas gracias!!!
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