Alguna vez te has preguntado ¿cómo se toman esas increíbles fotos de las estrellas que vemos en revistas, la television e internet? Pues a continuación te instruiremos en cómo se realiza este acometido y su personaje principal: el espectroscopio.

El fotografiar los espectros de las estrellas es una labor extremadamente difícil y complicada. No podemos fotografiar ningún espectro si la luz proveniente de las estrellas no se descompone en los distintos colores y se separan sobre una banda. Para hacerlo necesitamos un espectroscopio, de los que existen dos tipos, uno tiene un prisma de cristal para dispersar la luz, el otro utiliza una red de difracción para conseguir el mismo resultado.

¿Que función juega aqui el espectroscopio de prisma?

El espectroscopio de prisma, el más corriente de los dos tipos, esta constituido por un prisma triangular de cristal que dispersa la luz incidente de tal forma que los rayos de los diferentes colores son desviados según distintos ángulos.

Primero la luz penetra por una delgada rendija, pasando después a través de una lente para alinear paralelamente los rayos de luminosos, estos llegan luego el prisma de forma triangular. Una vez separados por el prisma, los rayos de luz son observados con un pequeño telescopio. Cuando el astrofísico necesita los colores mas separados de lo que puede conseguir con un solo prisma utiliza dos o tres de ellos en su espectroscopio, dado a que cada prisma absorbe parte de la luz incidente, queda menos cantidad de esta para formar el espectro. Un espectroscopio de esta clase solo es útil para estudiar los astros mas brillantes.

el espectroscopio para estrellas
Aqui en este modelo de espectroscopio de prisma podemos apreciar claramente el prisma que en el centro difracta la luz por refracción y descompone los elementos de radiación emitidos por las estrellas. Cortesía: El Espectrofotometro

El segundo tipo de espectroscopio utiliza una red de difracción para descomponer la luz según sus distintas longitudes de onda (una red consiste en un gran numero de rayas grabadas muy apretadamente sobre una lamina de cristal), la distancia entre dos rayas consecutivas es de unas milésimas de milímetro, al pasar la luz a través de esa red se difracta en distintas direcciones, asi como las olas del mar se dispersan en diversas direcciones cuando pasan a través de los agujeros de un rompeolas.

La dirección según la cual los rayos luminosos son desviados depende de su longitud de onda, y por lo tanto la red, como el prisma, descompone la luz en sus distintos colores. La lamina de cristal sobre la que se han grabado las rayas de la red no es necesario que sea transparente para que pase la luz a su través. El método es eficaz si las rayas han sido grabadas sobre una superficie pulida de aluminio, que refleje la luz como un espejo.

Hablando en propiedad, un instrumento que nos permite fotografiar se denomina espectrografo. Un espectografo utiliza una cámara fotográfica en lugar del pequeño telescopio ocular del espectroscopio ordinario.

Como ver el espectro de luz, experimento casero muy fácil

Descubre como imitar el funcionamiento del espectroscopio en tu propia casa

Como hemos dicho anteriormente, la luz atraviesa una rendija al pasar del telescopio al prisma o a la red. Esto es necesario casi siempre, pues en el telescopio las imágenes de las estrellas no aparecen como puntos luminosos bien definidos, sino en forma de pequeños círculos difusos. Si no se empleara una rendija las líneas espectrales no podrían observarse claramente y seria muy difícil el determinar sus posiciones con exactitud. La rendija, por lo tanto, tiene gran importancia y debe ser una pieza de precisión. A cada lado presenta dos “dientes” de acero, biselados y con libertad de moverse hacia ambos lados. El movimiento de los dientes se regula mediante un tornillo, que permite ajustar la rendija de acuerdo con la luminosidad de la estrella que se este estudiando.

Este invento cambió el mundo de la astronomía

Utilizando espectrógrafos de rendija, los astrofísicos han descubierto que el hidrogeno es el elemento mas abundante del universo. Han encontrado, así mismo, que las estrellas presentan campos magnéticos y eléctricos, y que hay vapor de agua y anhídrido carbonico en las nubes de Venus, asi como amoníaco, hidrógeno y metano en las de Jupiter.

nebulosa de orion
Imagen de la Nebulosa de Orión mediante la difracción del hidrógeno. Cortesía: NASA Goddard/Robert Gendler

Cuando los astrónomos efectúan estudios detallados del Sol o de las demás estrellas, utilizan siempre un espectrógrafo de rendija. Pero si quieren medir la posición exacta y la anchura de las rayas espectrales no basta con solo fotografiar el espectro. A menos que sepan con exactitud donde deben caer las rayas espectrales, no pueden sin mas decidir si las rayas han sufrido o no un corrimiento, por ejemplo, el corrimiento hacia el reloj antes descrito. Necesitan pues una especie de patrón con el que se puedan comparar los espectros de las estrellas en cuestión.

Se consigue tal patrón fotografiando el espectro de algún elemento quimico bien conocido. Este espectro de comparación suele ser el del hierro. La razón por la cual se ha escogido el hierro es que este produce rayas espectrales en todas las longitudes de onda del espectro visible. Se hace una fotografía del espectro del hierro antes de fotografíar el espectro de la estrella, y después se hace otra del primero. De este modo se tiene en cuenta cualquier cambio en el propio espectrógrafo, debido al aire frío de la noche.

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