Cuando alzamos la mirada en la noche para apreciar las estrellas, la Luna o alguna constelación, vemos una fracción muy pequeña de la luz que llega a nuestros ojos. De ahí que en la astronomía empleemos múltiples recursos para reconocer elementos y fenómenos del cielo que, a simple vista o a través de telescopios ópticos, serían imposibles de ver. Aquí entra la espectroscopia: el estudio de la radiación que emiten o absorben ciertos tipos de objetos. ¿Alguna vez nos hemos preguntado cómo saben los científicos que el Sol tiene helio y que su superficie está a más de 5500 °C? Nadie ha llevado un termómetro hasta allá. Y no es necesario hacerlo: con la observación del espectro de radiación que emite un cuerpo, podemos saber qué temperatura tiene y de qué átomos está compuesto.

Las principales diferencias entre los componentes del espectro electromagnético son la energía y la longitud de onda. Ordenadas desde las de menor energía a las de mayor energía, estas ondas se llaman: ondas de radio; microondas; rayos infrarrojos; luz visible; rayos ultravioleta; rayos X; y rayos gamma. Mientras más energía tienen, los picos de las ondas están más próximos entre sí, como vemos en la figura:

Ondas de radio:

La radio, ese invento sorprendente, debe su nombre, precisamente, a la porción del espectro electromagnético que usa para transmitir la información: las ondas de radio. Pero no solo las estaciones de música y noticias emiten señales de radio: los objetos celestes como los cuásares y púlsares también pueden hacerlo. Y ¿cómo se llaman los instrumentos que utilizan los astrónomos para estudiar esas señales? Sí, radiotelescopios.

Microondas:

Si apuntamos hacia el cielo con un instrumento para detectar microondas, las señales serán muy similares. Los astrónomos interpretan esas ondas como las huellas de la gran explosión que dio origen al universo hace trece mil setecientos millones de años: el Big Bang. Las microondas también se utilizan en algunos sistemas de comunicación y, por supuesto, en la cocina.

Ondas infrarrojas:

Todos los cuerpos, por el mero hecho de estar un poco calientes, emiten rayos infrarrojos (IR). Eso nos permite averiguar muchas cosas sobre el espacio. Este tipo de radiación nos posibilita identificar las zonas más frías de los objetos observados. En las nebulosas, por ejemplo, logramos apreciar regiones gigantes de polvo y gas donde se forman las estrellas.

Las cámaras de visión térmica, o los termómetros láser que hemos usado recientemente por cuenta de la enfermedad COVID-19, capturan la radiación infrarroja emitida por nuestros cuerpos y miden la temperatura sin contacto físico. Pero no solo los humanos aprovechamos esas ondas: serpientes y felinos, por ejemplo, son capaces de detectar una parte de este espectro; eso les permite ubicar sus presas aun en la noche.

Ondas visibles:

Dentro del espectro de ondas electromagnéticas tenemos una región muy pequeña llamada espectro visible. Esta diminuta región contiene la luz que podemos ver a simple vista y está compuesta por la radiación característica de los colores observados en el arcoiris.

En la astronomía, muchas veces asociamos los colores de las estrellas con su temperatura. Las estrellas más calientes tienen un espectro con tonos azules, y las menos calientes, tonos más rojos.

Ondas ultravioleta:

Dentro de la radiación que interactúa con nosotros, y que no podemos ver, está la ultravioleta (UV). La fuente principal de este tipo de radiación es el Sol. Esta estrella emite permanentemente radiación UV que llega a la Tierra. Su radiación tiene tanta energía que puede quemarnos la piel o los ojos. Por eso se recomienda usar bloqueador solar y evitar mirarla directamente. Afortunadamente, la capa de ozono absorbe buena parte de esa radiación, lo cual nos protege. Los ojos de algunos animales, como las mariposas, son sensibles a ciertas frecuencias del ultravioleta.

Rayos X:

Los astrónomos de hoy, como Superman, tienen vista de rayos X, eso les permite aprender más sobre objetos muy, muy calientes, como las estrellas de neutrones o los agujeros negros, que producen este tipo de radiación. Este mismo tipo de luz se usa en medicina para hacer radiografías de nuestro cuerpo. En esas imágenes, los huesos o elementos metálicos aparecen de color blanco; el aire, por ejemplo el que tenemos en los pulmones, aparece de color negro; la grasa y los músculos, como sombras de color gris.

Radiación gamma:

La luz más energética del espectro electromagnético que alcanzamos a explorar con nuestros instrumentos es la radiación gamma. Este tipo de luz es producida por los fenómenos más potentes y “violentos” del universo, como la colisión de dos estrellas de neutrones, estrellas de enorme densidad que resultan del colapso de una supernova.

Esta radiación, al igual que la de los rayos X, puede atravesar el cuerpo humano, solo que al ser más energética puede ocasionar un daño mayor por exposición. En la actualidad, la utilizamos en procesos de radioterapia contra el cáncer, procedimiento en el que se concentran rayos gamma en pequeñas regiones para destruir las células cancerosas.

En astronomía, los rayos gamma nos sirven para estudiar, entre otras, grandes fenómenos que producen esta radiación, como la explosión de una supernova, ese estallido gigantesco que se pueden dar por la fusión de dos estrellas muy, muy masivas, que incluso podría estar relacionada con la generación de ondas gravitacionales.

Pero volvamos del espacio. El espectro de la luz es inconmensurable, no solo es una presencia en la noche cuando alzamos la mirada para apreciar las estrellas, la Luna o alguna constelación. Está presente, también, como paisaje invisible hacia donde volteemos la mirada.