¿Alguna vez os habéis preguntado cómo sabemos de qué está hecho el Sol y el resto de las estrellas?
Nadie ha ido a tomar muestras, así que ¿cómo se puede conocer que se componen de helio e hidrógeno principalmente? La respuesta es la espectroscopia.
La espectroscopia estudia cómo se comporta la materia ante las radiaciones electromagnéticas (como la luz). Suena un poco complicado, por lo que puede parecer que su descubrimiento se llevó a cabo en un laboratorio con complejos artilugios y enrevesadas teorías físicas. Pues no. Como tantas otras cosas en la ciencia, se supo de ella por una casualidad y la curiosidad de una mente inquieta.
El físico óptico alemán Joseph von Fraunhofer andaba fabricando lentes para los astrónomos. Por tanto, es lógico que tuviera por casa algunos primas de cristal y que un día decidiera “trastear” un poco con ellos. En una habitación oscura abrió una pequeña rendija en la ventana para dejar pasar algo de luz. En la trayectoria de los rayos colocó uno de los prismas. El resultado fue la proyección del espectro en la pared de en frente (aunque sólo pudo observar la zona visible, obviamente). Ésto sucedió porque la luz blanca contiene todas las frecuencias y al entrar en el prisma cada color que la compone sufre una difracción distinta, desviándose cada uno con un ángulo propio.
Allí estaba Fraunhofer contemplando la preciosa gama de colores. Curioso, aunque nada espectacular. Es el mismo principio del arco iris y un sencillo experimento para hacer en casa. Pero al observar más detenidamente, se percató de que se apreciaban una serie de líneas verticales más oscuras de lo que debieran e incluso algunas negras. En ese momento no supo explicarlo, pero sí sabía que tenía algo interesante entre manos.
¿A qué se debían esas líneas? Para aclararlo necesitamos pensar en la estructura de un átomo (núcleo y electrones al rededor). Los electrónes tienen distintos niveles de energía según en qué orbital se encuentren (aunque ya digimos que sólo es más probable que estén ahí). Al “saltar” entre ellos, absorben o emiten la energía que les sobra o les falta en su nuevo nivel en forma de fotones. Y esos fotones absorbidos son los responsables de las líneas negras. Representan luz que no llega.
Lo mejor de todo es que cada elemento de la tabla periódica (y sus isótopos correspondientes) absorbe fotones de una determinada frecuencia. Lo que quiere decir que cada elemento deja sus propias líneas en el espectro a modo de huella. De esta forma, con un simple vistazo se puede conocer la composición de aquello que emite la luz. Por ejemplo, el Sol.
Hoy en día la espectroscopia tiene infinidad de usos en astronomía, física o química. Y es que todo está relacionado.
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