X. LAS ASTRONOM�AS INVISIBLES

EL SER humano ha aprendido mucho del Universo aun cuando s�lo ha estado f�sicamente presente en una muy peque�a parte de su historia. Esto ha sido posible gracias a un fen�meno f�sico maravilloso: la luz.

Los astros emiten luz que el astr�nomo capta y estudia con sus telescopios e instrumentos. Sin tener en sus manos una muestra del astro estudiado, el cient�fico puede averiguar su temperatura, su densidad, su composici�n qu�mica, todo gracias a la luz. La explicaci�n a este aparente milagro es que la luz nos trae informaci�n muy precisa sobre las condiciones f�sicas del cuerpo que la emiti�. Por ejemplo, conforme un metal es calentado a mayores temperaturas, su color pasa de rojo a amarillo. Un t�cnico experimentado puede estimar la temperatura de un metal con s�lo ver el color de la luz que emite.

Basado en los mismos principios, un astr�nomo puede estimar la temperatura de una estrella a partir de su color. El Sol, de color amarillo, tiene una temperatura de 6 000 grados absolutos en su superficie. En cambio, la rojiza Betelgeuse tiene una temperatura superficial de aproximadamente 3 000 grados y el tono azulado de Rigel implica una superficie m�s caliente, a unos 12 000 grados.

Por supuesto, el an�lisis de la luz proveniente de los astros se hace de manera m�s rigurosa y cuantitativa. Mediante los instrumentos adecuados, el rayo de luz es descompuesto en sus colores b�sicos formando el espectro de la estrella. La intensidad relativa de estos colores entre s� nos dice qu� temperatura tiene la estrella estudiada. La presencia de "rayas" espectrales (bandas oscuras en el espectro) en sitios bien determinados revela la presencia de elementos qu�micos. Este tipo de estudios ha avanzado tanto que se dice, sin exageraci�n, que conocemos mejor la composici�n qu�mica de la superficie de las estrellas que la del interior de la Tierra.

El estudio de la luz ha sido a trav�s del tiempo la herramienta principal para conocer mejor al Universo. Pero esto no es todo. La naturaleza guardaba una agradable sorpresa que comenz� a develarse a fines del siglo pasado. Dicho de manera muy breve existen otras formas de "luz", otras radiaciones que el ojo no puede captar pero que pueden estudiarse con los aparatos adecuados. Estas radiaciones invisibles traen, como la luz, importante informaci�n sobre las caracter�sticas del objeto que las emiti�.

La radiaci�n que nosotros llamamos luz, junto con las otras radiaciones invisibles, forman parte del fen�meno llamado radiaci�n electromagn�tica. Esta radiaci�n est� constituida por fotones. Cuando los fotones tienen un tama�o (o longitud de onda) de entre 0.3 y 0.7 micras, el ojo humano los puede detectar. Si tienen longitud de onda mayor o menor pasan desapercibidos. Los fotones a los que el ojo humano es sensible tienen longitudes de onda muy peque�os (una micra es una millon�sima de metro).

Tomando en cuenta su longitud de onda, se acostumbra dividir a la radiaci�n electromagn�tica en seis partes, que mostramos en la Figura 29. La parte visible del espectro es la m�s familiar para nosotros, pero las otras radiaciones se presentan cada vez m�s en nuestra vida diaria. Veamos algunos ejemplos. Las �tiles ondas de radio se usan para comunicaciones de todo tipo. Tambi�n son las empleadas en los hornos de microondas para calentar alimentos de manera muy r�pida. Los rayos X son otra forma �til de la radiaci�n electromagn�tica con sus diversas aplicaciones m�dicas.

Longitud de onda en cent�metros.

Figura 29. El espectro electromagn�tico se divide en seis regiones, de acuerdo a la longitud de onda de los fotones que constituyen la radiaci�n.

Lo que quisi�ramos enfatizar en el marco de la astronom�a es que todas estas radiaciones son, en cierto modo, como colores invisibles. Obedecen las mismas leyes f�sicas que la luz (por supuesto, toda radiaci�n electromagn�tica viaja a la velocidad de la luz) y como ella, nos informan sobre el objeto que las emiti�.

�Emiten los diversos cuerpos c�smicos las otras radiaciones adem�s de la luz? Por supuesto que s�. El Sol emite la mayor parte de su energ�a en forma de luz, pero tambi�n emite en menor grado las otras radiaciones. No fue f�cil averiguar esto. Para detectar las radiaciones invisibles es necesario construir un detector especial muy sensitivo. Estos detectores s�lo han podido construirse en las �ltimas d�cadas. Mas a�n, la atm�sfera de la Tierra es transparente s�lo a algunas de las radiaciones (v�ase la Figura 30) y fue necesario utilizar aviones, globos y m�s recientemente sat�lites (v�ase la Figura 31) para estudiarlas. Volviendo al Sol, su imagen hecha a partir de los rayos X que emite es muy diferente a la imagen que estamos acostumbrados a ver (v�ase la Figura 32).

Figura 30. Las diversas radiaciones que forman el espectro electromagn�tico tienen distintos grados de penetraci�n en nuestra atm�sfera. S�lo la radiaci�n visible (luz) y la radiaci�n de radio llegan f�cilmente hasta la superficie de la tierra.

Figura 31. En este dibujo el transbordador espacial de los EUA coloca en �rbita a un sat�lite astron�mico.

Figura 32. Esta imagen del Sol, hecha a partir de su emisi�n de rayos X, nos muestra una estructura muy diferente a la que puede verse en las fotografías tomadas a partir de su radiaci�n visible.

Como en el ejemplo del Sol, las astronom�as invisibles pueden complementar y enriquecer nuestra comprensi�n de objetos ya conocidos pero su real val�a se hizo evidente al dar respuesta a la siguiente pregunta: �existir�an fen�menos en el Universo que no emitiesen luz, pero s� otra de las radiaciones, y que por lo tanto hubiesen permanecido invisibles aun al mejor de los telescopios? La respuesta es que s�, que son muchos los fen�menos que hab�an permanecido invisibles. Cada una de las cinco astronom�as invisibles ha aportado el descubrimiento de fen�menos que han estado ocurriendo desde hace miles de millones de a�os, pero que nosotros conocemos hace unos cuantos. Algunos ejemplos de estos fen�menos invisibles son los pulsares, la radiaci�n c�smica de fondo, y los discos de acreci�n en sistemas binarios de estrellas.

El cielo se ver�a muy diferente si nuestros ojos pudiesen captar otra radiaci�n en lugar de la visible. Para ejemplificar esto, hemos marcado en los mapas respectivos los cinco objetos m�s brillantes en ondas de radio, en el visible, y en rayos X (v�ase la Figura 33). Los mapas son totalmente distintos. Mientras el cielo visible est� dominado por las familiares estrellas, el cielo en ondas de radio est� dominado por remanentes de supernova y radiogalaxias, y el de rayos X por sistemas binarios de estrellas. En la actualidad, se estudia al Universo en todas las ondas electromagn�ticas.

Figura 33. En estos tres mapas mostramos los cinco objetos m�s brillantes del cielo en ondas de radio (arriba), en luz visible (centro) y en rayos X (abajo). Si nuestros ojos fueran sensibles a las distintas radiaciones de la luz, ver�amos un Universo muy diferente.