Uno de los momentos más valorados por los astrónomos es el crepúsculo. Al ponerse el Sol, el cielo se oscurece y se ven las primeras estrellas. Al principio son dos o tres, pero a medida que pasan los minutos se hacen cada vez más visibles; las primeras en aparecer serán las estrellas más brillantes de la noche, las últimas, las más tenues. Pero su brillo no es lo único que diferencia a las estrellas. A medida que la noche avanza y el cielo se oscurece, si miramos con atención, veremos estrellas de color rojo, blanco y azul… Las estrellas tienen colores, y aprender sobre ellas nos lleva a un fascinante viaje a través de sus vidas.
Durante estas primeras semanas de primavera, es fácil localizar la constelación de Orión, junto con Canis Major y Taurus, poco después de la puesta de sol. A primera vista, las estrellas pueden parecer del mismo color, pero si buscamos un cielo oscuro y nos fijamos más de cerca, notaremos colores diferentes. Sirio (en Canis Major) es blanca, Rigel (el pie derecho de Orión) es azul, Aldebarán (en Tauro) es naranja y Betelgeuse (el hombro izquierdo de Orión) es roja.
En la casa del astrofísico, los grifos se invierten
El hecho de que las estrellas tengan distintos colores no es una mera curiosidad. El color proporciona un dato fundamental en la astrofísica estelar: la temperatura superficial de la estrella. Las estrellas más calientes son azules y las más frías son rojas, contrariamente al uso de los colores en el arte y en nuestra experiencia cotidiana. Por eso se suele decir que en la casa del astrofísico los grifos están invertidos: el azul indica calor y el rojo frío.
La clasificación estelar de Morgan-Keenan se basa en los colores de las estrellas, que van desde las más azules (más energéticas) hasta las rojas (más débiles), pasando por los tipos O B A F G K M. Como regla mnemotécnica, se suele utilizar la frase Oh Be a Fine Girl(Guy), Kiss Me para recordarlos -una broma clásica en las facultades de todo el mundo donde se enseña astrofísica.
La clasificación estelar también suele indicar el brillo absoluto de las estrellas. Es importante matizar que esto suele ser así, ya que más adelante veremos un par de excepciones. Las estrellas azules suelen ser las más brillantes, y las rojas las más tenues. Sin embargo, los observadores más experimentados encontrarán por la noche estrellas rojas más brillantes que las blancas o azules. ¿Cómo es esto posible? Hay que tener en cuenta que, al observar desde la Tierra, las estrellas están a diferentes distancias. Así, una estrella roja que brilla débilmente pero que está muy cerca parecerá brillar más que una estrella azul que está mucho más lejos.
Además de la temperatura y el brillo, el color también suele indicar -con el mismo matiz- el tamaño de una estrella: las estrellas azules más calientes y energéticas suelen ser más grandes y las rojas más pequeñas.
Un diagrama estelar
Sabiendo que por el color de una estrella se puede estimar su temperatura superficial y, por lo general, conocer su brillo y tamaño, los astrónomos Ejnar Hertzsprung y Henry Norris Russell pusieron estas características en un gráfico conocido hoy como diagrama de Hertzsprung-Russell, que ambos desarrollaron de forma independiente hacia 1910.
En este diagrama H-R, el eje vertical ordena los tipos de estrellas del más débil al más brillante, mientras que el eje horizontal los ordena del más caliente al más frío, teniendo en cuenta su temperatura, color y clasificación estelar. El resultado es una agrupación diagonal que ordena las estrellas por estas características: esta parte del diagrama se denomina secuencia principal.
La mayoría de las estrellas se encuentran en la secuencia principal. Brillan gracias a las reacciones de fusión nuclear en su núcleo, que convierten el hidrógeno en helio. Estas estrellas se encuentran en la fase de madurez y pasan la mayor parte de su vida activa. Dicho en términos humanos, la secuencia principal sería la etapa que va desde la adolescencia hasta llegar a la jubilación. Nuestro Sol parece estar cerca del punto medio de esa vida estelar: es una estrella amarilla de tipo G medio.
La tabla periódica de las estrellas
Las estrellas pueden brillar durante miles de millones de años, pero nada dura para siempre. El combustible que utilizan para las reacciones nucleares es limitado y acaba por agotarse. Cuando no queda hidrógeno para quemar, la fusión de helio toma el relevo, pero a diferencia de la etapa anterior, ésta es mucho más energética. Esto hace que las estrellas, al llegar al final de su vida, se hinchen hasta alcanzar miles de veces su tamaño original, convirtiéndose en gigantes. La expansión también hace que pierdan calor en su superficie, ya que tienen que distribuir más energía en un área mayor, y por eso se vuelven rojas. Estas estrellas gigantes rojas son una excepción y se sitúan en la parte superior derecha del diagrama, conocida como la zona de las gigantes rojas.
Las gigantes rojas no duran mucho (a escala estelar) y agotan rápidamente el poco combustible que les queda. Cuando esto sucede, la estrella se queda sin las reacciones nucleares en su interior que solían sostener la estrella; la gravedad entonces tira de toda su superficie y encoge la estrella hasta convertirla en una enana. Debido a esta brutal compresión, la energía se concentra y su superficie aumenta de temperatura, cambiando radicalmente su brillo a blanco. El cadáver de una estrella se llama enana blanca. Estos cadáveres estelares son otra excepción a la secuencia principal y se sitúan en la parte inferior izquierda del diagrama.
Sin duda, uno de los mayores logros de la ciencia es la tabla periódica de los elementos. Se podría decir que el diagrama de Hertzsprung-Russell es la tabla periódica de las estrellas. En su forma completa, puede parecer un arco iris extraño y deformado; sin embargo, una vez que sabemos leerlo, podemos ver cómo los diferentes colores de las estrellas se relacionan con su temperatura, tamaño, brillo y fase de la vida estelar, distribuidos de forma ordenada y elegante. Es un maravilloso mapa del tesoro para los aficionados a la astronomía: la clave para saltar a otra dimensión, tanto en el conocimiento del cosmos como en la capacidad de disfrutar de la belleza del firmamento.