Por qué sabemos de qué están compuestas las estrellas, galaxias y nebulosas?

Cuando leemos un artículo de ciencia en una revista o nos dicen que el sol se compone de hidrógeno, helio, etc, o nos dicen que las nebulosas contienen ciertos elementos químicos, como es posible que los científicos puedan llegar a esas conclusiones si no tenemos manera de llegar a las estrellas o galaxias y estas están demasiado lejos para estudiarlas en detalle?

Pues bien, todo esto podemos conocerlo gracias a los grandes científicos del pasado que empezaron a estudiar la “luz”.

Concretamente al primero que se lo debemos es a Isaac Newton allá por 1666 el cual estudiando la luz hizo uno de los grandes descubrimientos de la humanidad, el ESPECTRO.

Light_dispersion_conceptual

En una habitación oscura hizo pasar la luz por un prisma y observó detrás de él que esta se descomponía en diferentes colores. El prisma había dividido la luz en los colores del arco iris. LLamó a esto “espectrum” (en latín).

Llegó a la conclusión de que la luz estaba compuesta por pequeñas partículas o corpúsculos coloreados. La Luz del sol era un conjunto de todos los colores. Su espectro continuo era la suma de todos ellos:

1111

Su descubrimiento pasó inadvertido durante los siguientes 100 años. Pero fue entonces cuando un científico alemán, Joseph Von Fraunhofer, que empezó a trabajar como cristalero, haciendo una serie de experimentos y estudiando la luz difractada por un prisma como estudió Newton, descubrió algo importantísimo y que nos ayudaría a entender y analizar la luz, los elementos químicos, etc…

Fraunhofer, estudiando la luz proveniente del sol, su espectro, descubrió una serie de lineas negras entre los colores.

Tras numerosos estudios y experimentos realizados por él y mas tarde por Kirchhoff y Bunsen, se demostró que cada elemento químico estudiado de esta manera, por ejemplo al observar la luz tras un prisma, proveniente de una fuente de emisión como una lámpara de sodio, o bien enviando luz a través de un tubo de emisión relleno de un gas en concreto, posee un espectro de emisión CARACTERÍSTICO.

Cada elemento químico emite luz de una forma concreta y deja su huella particular o DNI característico. Esas líneas negras, sus características, número, etc, caracterizan al átomo que las emite.

espectro del hierro

Es realmente cuando dos de las ciencias mas apasionantes que existen, la astronomía y la física, se unen para dar lugar a la ASTROFÍSICA.

Estudiando con telescopios, radiotelescopios y espectrógrafos la luz que nos llega de las galaxias, podemos descomponerla en sus diferentes longitudes de onda y estudiar sus espectros. Descubriremos así (entre otras cosas, velocidad, alejamiento o acercamiento…) los espectros emitidos por los átomos que allí se encuentran, pudiendo determinar la composición de galaxias, estrellas y nebulosas.

Intentemos explicar de la forma mas sencilla posible por qué cada átomo emite un espectro diferente:

Los átomos se componen de un núcleo formado por protones y neutrones y unas capas exteriores en las que se encuentran los electrones.

Los electrones como hemos dicho se sitúan en las capas externas del átomo en lo que denominamos niveles de energía o niveles cuánticos. En realidad ese nivel de energía es como una nube en la que se mueve libremente el electrón y lo podemos encontrar en cualquier punto de esa nube.

quimica8

En un momento dado, por cualquier motivo (que ya estudiaremos), ese electrón “desaparece” por un momento ínfimo y vuelve a aparecer pero en otro nivel de energía diferente. Es ese momento ínfimo el que causa esa línea negra.

En el caso del hidrógeno, solo hay un electrón, pero a medida que vamos subiendo en la tabla periódica, los elementos tienen mas electrones, con lo cual se producirán mas líneas negras características.

Insisto: Es una explicación muy sencilla de algo muy complejo pero muy interesante y definitivo para poder comprender la composición de parte del universo.

 

 

 

 

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