Espectroscopia
Gracias al análisis del espectro electromagnético que emiten los cuerpos celestes es que la astronomía ha logrado aproximarse a la comprensión de la naturaleza física de todos ellos, sin importar su distancia a nosotros. La astrofísica es la rama de la astronomía encargada de tan formidable tarea que adelanta en resonancia con los avances de la espectroscopia en todas las longitudes de onda.
Es sorprendente saber que los exiguos rayitos de radiación electromagnética de los astros que llegan a la Tierra, especialmente en forma de luz visible, transportan una cantidad valiosa de información científica sobre las características físicas de estos astros. Leer y descifrar estos mensajes es el fundamento de la astrofísica, rama de la astronomía encargada de estudiar las características físicas de los diferentes cuerpos celestes presentes en todos los rincones del Universo.
La espectroscopia es el campo de la física que analiza la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, pero en especial las condiciones en las que un cuerpo emite radiación y la manera cómo reacciona ante la radiación que producen otros. Esta radiación se observa mediante espectroscopios, se fotografía mediantes espectrógrafos y se cuantifica mediante espectrómetros.
Hasta el siglo XVIII la astronomía se limitaba a dos problemas básicamente: estudiar las posiciones y movimientos aparentes de los astros en la esfera celeste a través de la astronomía de posición y analizar los movimientos reales de los cuerpos celestes gobernados por la fuerza de la gravedad utilizando el andamiaje analítico de la mecánica celeste newtoniana. Conocer la naturaleza física de planetas y estrellas se consideraba que estaba por fuera de cualquier posibilidad científica.
Newton en el siglo XVII fue el primero en experimentar con rayos de luz que impactan un prisma del que emerge una matriz multicolor que llamó espectro. Generaciones posteriores, en el siglo XIX, observaron con más detalle el espectro del Sol y descubrieron rayas oscuras en posiciones muy precisas entre el espectro multicolor. Igual con el espectro de las estrellas. Estos espectros se denominaron de absorción.
En la misma época y de manera simultánea los físicos y químicos encontraron que el espectro de la luz que emiten los gases incandescentes, denominado espectro de emisión, es discreto, no continuo, en longitudes de onda muy precisas y que además ocupaban las mismas posiciones de las rayas oscuras de los espectros continuos del Sol y las estrellas descubiertas por los astrónomos. Esta observación permitió unificar las leyes de la espectroscopía terrestre con la espectroscopía celeste, de donde nació una nueva rama de la astronomía: la astrofísica. Conocer la naturaleza física de los astros sí era posible.
En el siglo XX los físicos cuánticos comprendieron que los espectros no son más que la manifestación de complejos fenómenos que ocurren al interior de átomos y moléculas cuando son excitadas mediante algún mecanismo, pero también descubrieron que el espectro de cada átomo y molécula es único sin importar en qué parte del Universo se encuentre, convirtiéndose en una huella digital única e intransferible.
Mediante el análisis del espectro de un cuerpo celeste los científicos pueden deducir su composición química, temperatura, campo magnético, rotación y velocidad en dirección nuestra, entre otros parámetros astrofísicos, sin contar que fue mediante el análisis de los espectros de distantes galaxias que el astrónomo Edwin Hubble descubrió en la década de los años 20 del siglo XX la expansión del Universo. Esto sin mencionar la cada vez mayor cantidad de aplicaciones tecnológicas, industriales y medicinales que tiene la espectroscopía en la vida moderna.
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