Es posible identificar a larga distancia que una estrella tiene un elemento químico u otro valiéndonos de las propiedades de los átomos, los cuales dependiendo del elemento químico, absorben o emiten radiación cuando son excitados pero los electrones solo pueden saltar entre bandas de energía limitadas (de eso se trata la cuántica: estudiar los paquetes de energía).

A. El principio es el siguiente: si tenemos un átomo de Hidrogeno (para colocar el ejemplo mas sencillo) y no hacemos nada para aumentar su energía (como calentarlo por ejemplo), su único electrón permanecerá siempre en su misma órbita, ya que no hay nada que lo perturbe.

Sin embargo, si vamos aplicando calor, el electrón reaccionará a una cierta longitud de onda perfectamente determinada (E=h*v, siendo h la constante de Planck y v la frecuencia, este es el paquete de energía). De esta manera, si agregamos la precisa cantidad de energía, o sea, si lo excitamos con la energía correspondiente a la longitud de onda requerida, el electrón tendrá suficiente energía como para saltar hacia un nivel energético superior. Cuando esto ocurre, el átomo absorberá una cierta cantidad de energía correspondiente a esta longitud de onda. Poco después, cuando la energía haya sido absorbida, el electrón caerá nuevamente a su órbita primitiva y el átomo devolverá exactamente la misma cantidad de energía que recibió con la misma longitud de onda.

Puesto que los electrones efectúan solamente un limitado numero de saltos distintos (E= n*h*v, siendo n=0,1,2,..) –esto nos lo dice la cuántica- el átomo solo podrá emitir y absorber solo un numero contado de longitudes de onda, así, cada elemento químico en particular tiene su campo especifico de longitudes de onda y nunca dos de estos campos son iguales. De esta manera, los astrónomos (y los químicos) puede determinar que tipo de elementos químicos tiene una sustancia. El conjunto característico de longitudes de onda que un átomo produce recibe el nombre de "espectro". El espectro es la "huella dactilar" de un elemento químico.

Ahora, la luz procedente de una estrella es originada por un incontable numero de átomos, los cuales producen determinadas longitudes de onda y otros otra diferente, por consiguiente se necesita de un aparato que descomponga la luz en esas diferentes longitudes de onda y para ello se necesitan instrumentos especiales utilizados para estos fines, tales como los espectroscopios.

B. El principio de funcionamiento de los espectroscopios se describe a continuación de una manera sencilla: cuando la luz de una estrella incide en el ocular de un telescopio, pasa a través de una delgada rejilla antes de llegar al instrumento que la descompone en los distintos colores (un prisma puede ser). Cada color aparece como una estrecha raya, pues cada uno de ellos ha sido enmarcado por la delgada rendija. Desde el punto de vista de la astrofísica, una de las cuestiones mas importantes es que para cada color en particular la raya se proyecta en un lugar determinado y no en otro cualquiera. El conjunto completo de rayas –o sea el espectro de la estrella- puede ser fotografiado y medida la posición exacta de las rayas, de esta manera el astrofísico conoce la clase de átomos que precisamente contiene una estrella. Por este método se ha sabido que el sol y las demás estrellas están constituidos por la misma clase de átomos que encontramos en la Tierra y también puede determinarse en que cantidad se encuentran los elementos químicos, cual es la temperatura de una estrella, cual intenso es su campo eléctrico y magnético y que tan dispersos se encuentran los átomos o si están muy concentrados.

Juan Diego Aguirre Gómez

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