¿Por qué las estrellas titilan? Esto dicen los astrónomos

Contemplar el cielo nocturno, decorado con un tapiz de estrellas brillantes, constituye sin duda uno de los placeres más exquisitos en las noches despejadas. Al dirigir su mirada hacia lo alto, seguramente habrá notado un fenómeno intrigante: las estrellas titilan de manera constante en el firmamento. ¿Alguna vez se ha preguntado por qué ocurre este parpadeo? ¿Será que las estrellas emiten luz de forma intermitente o se trata simplemente de un efecto óptico?

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Para responder a esta pregunta, es necesario adentrarnos en dos aspectos cruciales: la composición de nuestra atmósfera y el motivo por el cual las estrellas resplandecen. Comencemos por lo simple: la atmósfera que envuelve nuestro planeta es una amalgama de gases y partículas en suspensión, con variaciones de temperatura, concentración y presión según la región observada. En cuanto al segundo aspecto, imaginemos la estrella como un colosal reactor nuclear; su núcleo experimenta una fusión termonuclear de helio, desencadenando la liberación de energía, una parte de la cual se manifiesta en forma de luz.

En este sentido, resulta poco probable que el parpadeo tenga su origen en esa reacción intrínseca y constante de la estrella. Todo apunta a que la verdadera causa de este destello intermitente reside en una atmósfera cambiante y poco uniforme. En efecto, así es: nos enfrentamos a un intrigante efecto óptico producido por nuestra propia atmósfera.

La energía y la luz generadas por la estrella llegan de manera ininterrumpida a la atmósfera terrestre. Sin embargo, cuando los fotones, esas diminutas partículas que constituyen la luz, ingresan en la capa de gas, pueden colisionar con las partículas dispersas, alterando su trayectoria. A esto se suman las variaciones de presión y temperatura a medida que avanzan, las cuales pueden curvar su curso, desviándolos de su ruta lineal. Estos dos efectos combinados provocan que los fotones desviados no alcancen los ojos de los observadores, dando lugar a breves momentos de penumbra. Así se manifiestan esos fascinantes parpadeos en el brillo estelar.

¿Los planetas y el sol también parpadean?

Este intrigante efecto de dispersión se hace más evidente en objetos astronómicos distantes. Cuanto más alejada esté la estrella, menor será la cantidad de luz que llegue a la atmósfera, debido a posibles pérdidas de energía causadas por la dispersión y curvatura al interactuar con otras partículas cósmicas. No obstante, en el caso de objetos cercanos, como nuestro Sol, la cantidad de luz que alcanza la atmósfera es mayor y, aunque parte de ella se dispersa, no afecta la constancia y no se percibe el parpadeo. Sin embargo, en el cielo nocturno estrellado, los planetas, siendo puntos luminosos, no experimentan ese parpadeo. Aunque no emiten luz propia, sino que la reflejan, al provenir de fuentes cercanas, no se observan las consecuencias de la dispersión atmosférica. Este hecho puede ser útil para distinguirlos de las estrellas en la noche: los planetas no parpadean, a diferencia de las estrellas.

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La importancia de sus diversos matices

Como si el fenómeno del parpadeo no fuera lo suficientemente intrigante, se suma a esto el hecho de que, si observa detenidamente, las estrellas exhiben una diversidad de colores, desde tonalidades azuladas hasta amarillas o rojizas. De hecho, identificar el color en el que una estrella brilla en el cielo puede revelar información valiosa acerca de sus características y ayudar a distinguirla de sus compañeras celestiales.

El color de una estrella está directamente vinculado con su temperatura superficial. Aquellas que brillan con un tono más azul son las más calientes, con temperaturas superficiales de hasta 25,000 grados Kelvin. Por otro lado, las estrellas de color rojizo son menos calientes, con temperaturas alrededor de 3,000 grados Kelvin en la superficie.

Además, existe una relación entre el color de la estrella y su edad. En general, las estrellas más jóvenes tienden a tener un tono más azulado, indicando mayor temperatura. Esto se debe a que, por lo general, las estrellas jóvenes poseen más gas para quemar, generando así más energía y alcanzando temperaturas más elevadas. Como ejemplo, nuestro propio Sol presenta un tono amarillento, señalando su etapa intermedia de vida. Con el tiempo, se expandirá y adquirirá tonalidades más rojizas a medida que envejece.

Sin embargo, en algunos casos, la relación entre la edad y la temperatura no es la única variable. El tamaño de la estrella también puede influir en esta relación. En resumen, las estrellas más grandes consumen su combustible a un ritmo más acelerado que las más pequeñas, lo que provoca que las estrellas de mayor tamaño se vuelvan rojas antes, sin necesidad de ser ancianas.

Cefeidas: las estrellas que realmente parpadean

A pesar de todo, existe un tipo de estrellas que experimentan cambios reales en la intensidad de su brillo de manera periódica: las cefeidas. Estos astros son capaces de modificar su temperatura debido a contracciones y expansiones en su radio alrededor de un valor medio. La contracción aumenta la temperatura en las regiones centrales de la estrella, intensificando la emisión de energía y luminosidad. Posteriormente, la expansión enfría la estrella, reduciendo su luminosidad.

Este fascinante proceso se repite en ciclos que van desde 1 hasta 50 días. A diferencia del parpadeo causado por la dispersión, este fenómeno no puede ser percibido con una simple mirada al cielo; requiere una observación continua a lo largo de un periodo de tiempo específico.

Aunque el descubrimiento de las cefeidas se atribuye a John Goodricke en 1784, fue gracias a los estudios de la astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt que estas estrellas alcanzaron renombre por su importancia científica. Leavitt descubrió alrededor de 2,400 cefeidas, lo que le permitió establecer una relación entre su luminosidad y los periodos de cambio de brillo: a mayor luminosidad, más prolongada es la pulsación. Esta relación, conocida como la Ley de Leavitt, facilitó el cálculo de la distancia a la que se encuentran diversas estrellas y galaxias, así como la observación del aumento de esas distancias, contribuyendo a determinar la expansión actual del universo.