¿Hay estrellas que no parezcan blancas a simple vista?

Question

Tengo un pequeño canal de YouTube en el que hago vídeos sobre temas relacionados con la ciencia y cosas que me parecen interesantes. El tema en el que estoy trabajando últimamente es sobre el color del sol. Lo que al principio pensaba que iba a ser un tema fácil de abordar se ha convertido en algo un poco más complejo y con más matices.

Ahora haré algunas afirmaciones que he deducido de mi pequeña investigación. Siéntase libre de cuestionar cualquiera para que pueda llegar al fondo de esto.

• Todas las estrellas emiten luz en todo el espectro luminoso.

• Dependiendo de la temperatura de la estrella, ésta emitirá ciertas longitudes de onda de luz mucho más que otras.

• Percibimos la mezcla de muchos colores como blanco (o más exactamente la mezcla de luz verde, azul y roja en cantidades aproximadamente iguales).

Bueno, ciertamente nuestro sol no emite igual cantidad de luz roja que de azul o verde. Pero visto desde el espacio el sol aparece como blanco, aunque emita un poco más de luz verde que de cualquier otra longitud de onda. Así que asumo que hay un cierto umbral en el que nuestros ojos no perciben la diferencia por lo que sólo ven el blanco.

Ahora bien, ¿con qué frecuencia las estrellas son así? Si miramos a cualquier otra estrella del espacio y a simple vista (suponiendo que no nos importe quemar nuestra retina) ¿sólo veremos luz blanca? ¿Tienen algunas estrellas del universo una curva de cuerpo negro lo suficientemente sesgada como para que podamos verlas en algún color concreto?

Answer 1

La dificultad de ver los colores de las estrellas radica en que nuestra visión cromática no es sensible a la luz escasa: de noche somos mayoritariamente monocromáticos.

Dicho esto, algunas de las estrellas más brillantes tienen suficiente luz para mostrar los colores. Si miras en Orión, la estrella Betelgeuse (arriba a la izquierda) se ve roja y Rigel (abajo a la derecha) se ve azul(es) en buenas condiciones.

Answer 2

Esta es una pregunta realmente interesante y la respuesta es, de hecho, un poco complicada, y combina lo que se ha sugerido en los otros comentarios, pero también va algo más allá.

En primer lugar, esto dependerá en gran medida de la distancia a la que te imagines viendo las estrellas. Como ya se ha dicho, la mayoría de las estrellas, cuando se ven desde la Tierra, son demasiado tenues para notar sus colores: esto se debe a que los ojos generalmente no son sensibles al color a niveles tan bajos de estimulación por la luz. En particular, los ojos contienen dos tipos diferentes de células fotorreceptoras llamadas bastones y conos, donde los bastones son considerablemente más sensibles a niveles bajos que los conos, pero sólo los conos se utilizan para la percepción del color (tienen múltiples patrones de sensibilidad a la longitud de onda, mientras que los bastones sólo tienen uno). En la mayoría de las estrellas, sólo llega al ojo la luz suficiente para estimular los bastones, pero, como se ha mencionado, algunas de las estrellas más brillantes emiten lo suficiente para estimular los conos.

Pero, si se utiliza algún tipo de ayuda óptica pasiva, como un telescopio, que amplía las estrellas y así aumenta la cantidad de luz que entra en sus ojos desde ellas, y entonces puede ser capaz de ver más de sus colores. En efecto, el uso de un telescopio "disminuye la distancia" a la estrella en una cantidad igual al aumento del telescopio, de modo que si la ves con un aumento de 100 veces, es como si la estrella estuviera 100 veces más cerca, siempre que, por supuesto, no alcances el límite de difracción del telescopio.

Sin embargo, hay otro punto de vista, y es que si te imaginas que estás en el sistema estelar con la estrella (es decir, a una distancia planetaria), entonces en realidad si miras directamente a cualquier estrella, ésta aparecería blanca en términos de su color superficial observable, sin importar la temperatura, aunque el incidente (y la luz que se ve en la "explosión de estrellas"/halo que creará en tus ojos debido a la dispersión) puede aparecer de un color diferente al blanco si su temperatura es significativamente más alta (querrías tener un blindaje especial) o significativamente más baja que la del Sol. Esto no se debe a la física, sino a la naturaleza de los sensores, como los ojos y las cámaras. En realidad, es un efecto que se puede observar al mirar un trabajo de metal caliente en una herrería o fundición de acero. El hierro fundido que sale de un alto horno está a una temperatura de unos 2.000 K, que es más fría que incluso las estrellas más frías del "tipo M" (comienza alrededor de 2.600 K para objetos lo suficientemente calientes y masivos como para realmente sea (es decir, con reacciones de fusión nuclear persistentes en su núcleo) y, sin embargo, cuando se la mira con los ojos, aparece blanquecina en la superficie, pero proyecta un tono fuertemente rojizo en todo lo que la rodea. Creo que este efecto se debe al hecho de que la luz es tan intensa que efectivamente "maximiza" los sensores en todo su espectro a pesar de que contiene mucho más rojo que otros colores, porque incluso con eso, el resto de los colores siguen siendo emitidos con extrema intensidad. Al menos esto parece ser el caso de las cámaras, ya que si se toma una foto de ese mismo hierro fundido pero con la exposición de la cámara reducida drásticamente (obturador corto, iris cerrado) se verá que sale el color rojo esperado en su superficie. Si ocurre algo similar con el ojo humano o no es una cuestión de psicofísica y biología de la visión para la que no conozco la respuesta definitiva, sólo que el efecto está presente y es observable.

Por lo tanto, es de esperar que ocurra lo mismo con las estrellas. Para obtener una superficie visiblemente roja que no abrume a los ojos, se necesita una temperatura superficial mucho más fría, digamos alrededor de 1000 K, que es más o menos la de los quemadores "al rojo vivo" de una estufa eléctrica puestos al máximo. Esta temperatura sólo se alcanza en los objetos subestelares enanas marrones que, como su nombre indica, no son estrellas: no realizan fusión nuclear, al menos de hidrógeno ( $^1\mathrm{H}$ ) o elementos más pesados (la fusión del deuterio es posible al principio de su existencia).

Sin embargo, dado que sería desaconsejable mirar a cualquier estrella desde una distancia cercana durante un periodo de tiempo prolongado con un ojo sin protección por las mismas razones que el Sol, probablemente querrías unas gafas de filtro grueso delante desde estas distancias, y si lo hicieras, y fueran uniformes en el filtrado a través del espectro visible, creo que verías el color de superficie "esperado" que, por cierto, no es exactamente lo que obtendrías mirando los nombres típicamente dados a las clases espectrales: Las estrellas de tipo G, como el Sol, son en realidad estrellas blancas, no amarillas. El amarillo real es más bien del tipo K, y el M es naranja. El tipo F es blanco brillante, el A y los anteriores son más azules, hasta llegar a los tonos de arco de soldadura del tipo O, que tiene las temperaturas superficiales equivalentes a las de un arco eléctrico, y del que es mejor mantenerse lo suficientemente alejado como para que su apariencia no sea mayor en términos de tamaño angular que exactamente eso, ya que lo grande que parece algo a una temperatura determinada también es directamente proporcional, gracias a la coincidencia de las leyes geométricas, a la cantidad de luz y calor que se recibe de él, así como, en este caso, la peligrosa radiación UV.

Answer 3

Hay estrellas que no son visiblemente blancas ni siquiera desde la Tierra. Sirio, la estrella más brillante del cielo (excepto el sol), tiene un tinte azul perceptible, y Betelgeuse es notablemente roja. Pero esto es sólo el principio de la respuesta a tu pregunta.

En general, las estrellas más calientes son más azules y las más frías son más rojas. El sol tiene la temperatura "justa" para emitir un espectro muy blanco. Sirio, mencionada anteriormente, es una estrella mucho más caliente que el sol, y Betelgeuse es más fría. De hecho, la mayoría de las estrellas de la galaxia son pequeñas estrellas "muy frías" (todavía a miles de grados) que parecerían muy rojas si se pudieran ver. Sin embargo, también son bastante débiles, por lo que no se pueden ver a simple vista desde muy lejos y por eso el cielo nocturno a simple vista no está dominado por ellas.

Answer 4

En efecto, las estrellas tienen diferentes colores. La diferencia de color permite estimar sus temperaturas fotosféricas.

Sin embargo, el ojo es un sistema de medición imperfecto. Los niveles bajos de luz no se perciben en color (visión escotópica).

Para percibir el color (a simple vista), una estrella debe ser más brillante que la primera magnitud. Se trata de un dato empírico que varía de una persona a otra y en función de las condiciones de observación.

Con mejores niveles de iluminación, las estrellas pueden aparecer, y de hecho lo hacen, coloreadas. Las apariencias de las estrellas en esas circunstancias han sido calculado . Los colores no son extremos porque todas las estrellas emiten luz en una amplia gama de longitudes de onda.