Jugando con la luz de las estrellas
Por: Oscar Urquidi G.
En la astronomía usamos continuamente equipos que nos ayudan a ampliar nuestros horizontes. Si bien la esencia del astrónomo se basa en el universo mismo y no en las herramientas, este se ha servido de los beneficios que la tecnología en distintas épocas le ha ido dando. Cuando miramos al cielo y vemos tantas estrellas en el, a veces nace la interrogante: ¿Serán todas iguales? Si mira
mos con detenimiento podemos ver que algunas llevan colores amarillentos y otras son azules. Pero no podremos conocer más sobre ellas si no es utilizando un instrumento óptico llamado espectroscopio.
El objetivo del espectroscopio es descomponer la luz en sus distintas longitudes de onda para poder ser estudiadas. El ejemplo natural más común es un arcoíris, la luz del sol se descompone en todas las longitudes de onda que la componen y de esa manera vemos un abanico de colores. Para los que no saben, la luz se representa como ondas de variadas longitudes de onda. Las distintas longitudes de onda se traducen en distintos colores, de esta manera con pequeñas variaciones de longitud de onda (en el orden de nan
ómetros), podemos crear todos los colores visibles. Existen dos formas de descomponer la luz, usando
prismas y rejillas de difracción. Para mi proyecto utilicé una rejilla de difracción que Gonzalo me regaló (muchas gracias a Gonzalo por este favor especial).
La rejilla de difracción es básicamente un film que cuenta con miles de cortes microscópicos que hacen una rejilla. Usualmente las rejillas de difracci
ón vienen con 500 líneas por mm hechas con un laser de al
ta precisión. La luz al llegar a la rejilla se descompone hacia los extremos en sus distintas longitudes de onda por un principio físico de interferencia muy interesante, pero que no veremos ahora.
Descomposición de la luz con una rejilla de difracción.
Cuando descomponemos la luz en sus distintas longitudes de onda, llamamos a esta descomposición el espectro de la fuente de luz. Cuando usam
os una rejilla de difracción se puede ver que el mismo espectro se va repitiendo varias veces pero con menos intensidad a lo largo de la rejilla, estos son los distintos órdenes de los espectros. En este proyecto solo utilicé los espectros de primer orden, es decir el primer espectro.
Lo que hice fue tratar de fabricar un espectroscopio muy simple con mi cámara digital y rejilla de difracción. Lo primero fue montar la rejilla en el adaptador de la cámara digital. Este adaptador se utiliza para acoplar directamente la cámara al telescopio y utilizar el telescopio como sistema óptico principal.
Lo primero que hice fue apuntar el telescopio a una lámpara de la calle. Estas lámparas son de sodio de alta presión y tienen unas líneas muy interesantes.
La imagen anterior es de una lámpara de sodio de la calle. A la derecha se puede ver el espectro de primer orden.
Utilizando un programa para procesar imágenes estiré algunos pixels verticalmente para formar una imagen clara de las líneas del espectro. Este es un espectro de emisión, que muestra las líneas de emisión del sodio dentro de la lámpara.¿No es increble?
El mismo procedimiento se siguió para obtener los espectros de tres estrellas luminosas. Estos espectros fueron logrados con el refractor de 150mm f/8 acromático de Marcelo Mojica (muchas gracias a Marcelo por permitirme usar su telescopio), la rejilla de difracción de 500 líneas/mm y mi camara digital Canon EOS xsi.
Alfa centauri
Antares
Altair
Se pueden apreciar claramente que algunas líneas aparecen muy oscuras y otras más brillantes que el resto. Estas líneas marcan la diferencia entre las distintas estrellas, las cuales corresponden a una firma única proveniente de su composición química, temperatura, etc.
De manera exitosa logré obtener los espectro de estrellas brillantes, también pude obtener detalles interesantes en los espectros que dan espacio para un análisis posterior.
En la próxima parte hablaré sobre el análisis de estos espectros y cómo podemos relacionarlos con las clasificaciones espectrales que tienen las estrellas. También les voy a mostrar cómo estos espectros que obtuve están bien para nuestros ojos pero no para un estudio científico y cómo podemos calibrarlos correctamente.
(Todas las partes de este artículo son parte de un trabajo más completo y detallado que estará disponible para todos más adelante) ¡Un abrazo para todos, y cielos claros!
