100 mil milions. Aquest és el nombre d’estrelles que té la nostra galàxia, la Via Làctia. Les nits de fresca mirant les estrelles són un clàssic indiscutible de l’estiu. El canvi cap a una vida més nocturna i els fenòmens estel·lars com la pluja d’estels dels perseids fa que quedem embadalits observant el cel nocturn.
El nostre ull, però, només pot veure les estrelles més brillants, que són unes 5.000. La seva brillantor depèn de la seva lluminositat intrínseca però també de la distància de la qual es troben de la Terra. Per observar les estrelles menys lluminoses o més llunyanes necessitem fer servir aparells que anomenem telescopis.
Els primers telescopis
Els humans sempre hem tingut curiositat pel més enllà. Fascinats per uns punts brillants al cel nocturn, vora l’any 1600 es van inventar els primers telescopis. Un telescopi no és més que un conjunt de lents que, amb les característiques adequades, ens permet observar de manera amplificada objectes molt llunyans.
Des de llavors, els aparells s’han anat perfeccionant al llarg dels anys i aquesta setmana s’ha publicat la primera imatge del telescopi espacial James Webb. És un telescopi de 6.5 metres de diàmetre que es va posar en marxa l’any passat, el 25 de desembre 2021, i és fruït de la col·laboració de la NASA, l’ESA i la CSA.
A part de poder veure estrelles molt llunyanes, els telescopis ens permeten detectar llum provinent de les estrelles que no es troba en el rang del visible. És el cas del James Webb, que estudia els raigs infraroigs provinents dels cossos celestes.
L’anàlisi de la llum que arriba dels cossos celestes ens permet estudiar-ne les seves propietats i característiques com ara la seva composició, el seu moviment i el seu estat.
El color de les estrelles
Sovint veiem les estrelles de color blau, groc o vermell. La tonalitat del seu color ens pot arribar a portar molta informació sobre la seva vida i el seu estat.
El color és una propietat de la llum. La llum pot tenir el comportament d’una ona i té vàries característiques. Una d’elles és la longitud d’ona, que és la distància entre el principi i el final d’un cicle complet de l’ona. Aquesta longitud és la que defineix el seu color.
En el cas de les estrelles, el color de la seva llum depèn de la temperatura de la seva superfície. El blau-violeta correspon a la longitud d’ona més petita que l’ull humà pot veure, mentre que el vermell la longitud més gran.
La llum blava té una longitud d’ona més petita i, per tant, una freqüència més alta, de manera que és més energètica. En canvi, la llum vermella té una longitud d’ona més gran i és menys energètica. Contràriament al que la intuïció ens diria, les estrelles blaves són les més calentes i les vermelles les més fredes!
Podem classificar les estrelles depenent del seu color i relacionar-ho directament amb la temperatura de la seva superfície. De fet, els astrònoms han assignat lletres a les estrelles seguint aquesta classificació espectral amb l’ordre “OBAFGKM”, essent la “O” les estrelles més càlides i “M” les més fredes.
La història de les estrelles
Quan mirem el cel, a part del seu color també podem observar que algunes estrelles brillen més que d’altres. Això no obstant, la brillantor que veiem és aparent: les diferències són causades per la distància relativa entre les estrelles i nosaltres. Les estrelles que són més a prop, doncs, les veurem més brillants.
A partir de l’anàlisi dels espectres de les estrelles i càlculs científics podem conèixer la seva veritable lluminositat. A partir de la lluminositat i el color de les estrelles, podem crear un diagrama en el qual podem apreciar diferents grups.
El diagrama, que s’anomena Hertzsprung-Russell i que va ser creat el 1910, permet estudiar l’evolució de les estrelles. La majoria d’elles, inclòs el sol, es troben en el que s’anomena “Seqüència principal”. En aquesta regió, les estrelles consumeixen hidrogen i el que les diferencia entre elles és la seva massa.
Per altra banda, tenim les gegants i super-gegants vermelles. Quan les estrelles de la seqüència principal han consumit l’hidrogen que les formen i comencen a utilitzar com a combustible altres elements com l’heli es tornen més lluminoses i s’expandeixen, de manera que també es tornen més fredes.
Finalment, tenim les nanes blanques, que són estrelles que es troben al final de la seva vida, quan han acabat el seu fuel nuclear i es van refredant.
El diagrama ens permet conèixer l’evolució de les estrelles i com canvia la seva composició química i la seva temperatura a mesura que avancen en el temps.
Ja per acabar…
La llum que ens arriba de les estrelles ens informa del seu passat i ens permet conèixer la història i les propietats de l’univers. Quan observem les estrelles del cel, veiem la llum que van emetre fa milers d’anys, ja que la velocitat de la llum no és infinita i, per tant, tarda un temps finit a recórrer l’espai. El cel és una finestra al passat.
Per saber-ne més
NASA – Les imatges del James Webb
Science Learning Hub – Els colors de la llum
ESA – La classificació espectral
