O universo en cor

2009/03/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

(Foto: Raios X: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Visible: NASA/ESA/STScI/AURA/The Hubble Heritage Team; infravermello: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht.)

Aos astrónomos gústalles xogar coas cores. As imaxes obtidas a través dos telescopios manipúlanse e logo móstrannos imaxes impactantes, elegantes de cores. Ás veces tentan, sobre todo cos planetas, mostralos como veriamos realmente a primeira ollada, pero noutras ocasións as coloraciones son absolutamente falsas. En calquera caso, case sempre hai imaxes coloreadas artificialmente.

Pero a verdade é que o das cores non é un xogo. Pola contra, as cores son una ferramenta moi valiosa paira os astrónomos. Axudan a ver o que non poderiamos ver doutra maneira, ou a saber máis ou menos como o veriamos si estivésemos alí.

A maior parte da información provén do universo en forma de ondas electromagnéticas, que son as únicas capaces de propagarse ao baleiro. Os nosos ollos só detectan algunhas destas ondas, que forman parte da luz visible, ou as cores que nós coñecemos. Pero tamén temos ollos máis poderosos. O prestixioso telescopio Hubble ve moitas máis "cores" que nós, entre eles os que vemos. Con todo, o Hubble saca fotos en branco e negro e logo danas os astrónomos pintores.

Cor real

A cor "real" de Marte. A foto das cores da esquerda móstranos como poderiamos ver máis ou menos Marte. O Telescopio Espacial Hubble é una composición realizada con tres fotografías tomadas en luz vermella (673 nm), verde (502 nm) e azul (410 nm). Á dereita pódese ver o extraído en azul, resaltando a estrutura das nubes, do mesmo xeito que ocorre nas imaxes de satélites da Terra que se utilizan paira predicir o tempo.

(Foto: Phil James (Univ. Toledo), Todd Clancy (Space Science Inst., Boulder, CO), Steve Le (Univ. Colorado), NASA.)

Paira imitar o que os nosos ollos verían, parten de tres fotografías tomadas en branco e negro. Estas fotos adoitan ser de filtros, neste caso con filtro vermello, verde e azul. Cada filtro deixa pasar unicamente a cor correspondente e o que reflicte a foto en branco e negro é a cantidade de luz ou radiación emitida por un corpo determinado paira cada cor. Despois, paira obter a imaxe en cor, dáse a cor correspondente a cada foto en branco e negro e se superponen as tres.

As imaxes así obtidas son moitas veces etiquetadas como “cor real” ou “cor natural”; as máis sensatas prefiren “cor real aproximado”. É similar ao proceso que realiza una cámara de fotos dixital automaticamente. Pero o Hubble ten case 40 filtros e ademais da luz visible é capaz de ver ultravioleta e infravermello, iso si, sempre en branco e negro. Así, o Hubble pode sacar moitos máis tipos de fotos que una cámara de fotos convencional. En función dos filtros que se utilicen e da cor que logo se dea a cada foto, o resultado final estará máis ou menos preto da realidade.

Iso dá moito xogo. Por exemplo, e seguindo o espectro da luz visible, entre os gases dunha nebulosa, os átomos de osíxeno, os átomos de hidróxeno e os iones de nitróxeno emiten luz a diferentes lonxitudes de onda. Cada elemento ten a súa propia lonxitude de onda exacta, pero neste caso o tres entran na zona de cor vermella. Nós non poderiamos diferencialos: veriamos todo vermello. Pero si fotografamos cun filtro paira cada una destas lonxitudes de onda concretas e logo damos unha cor a cada una delas, como o vermello ao hidróxeno, o azul ao osíxeno e o verde ao nitróxeno, a imaxe obtida daranos moita máis información.

Invisible a cor

Saturno en cores vivas. Se viaxásemos a Saturno nunca veriamos estas cores. Esta imaxe de cor falsa está realizada con fotografías tomadas pola sonda Cassini en tres lonxitudes de onda da zona infravermella: Ás lonxitudes de onda dos micrómetros 2,3, 3 e 5,1 asignóuselles unha cor azul, verde e vermello respectivamente. Na zona da noite (dereita) pode verse a radiación térmica de Saturno a 5,1 m (vermello). As grosas nubes atmosféricas impiden esta radiación e ven como bandas ou cicatrices escuras. Por outra banda, as partículas de xeo nos aneis reflicten as ondas de 2,3 m (en azul) e absorben os metanos da atmosfera de Saturno. O contrario ocorre a 3 mm (en verde): o xeo absorbe e reflicte as diferenzas do planeta iluminado polo Sol.

(Foto: NASA/JPL/University of Arizona)

Doutra banda, moitos das mensaxes que nos envía o universo chégannos en lonxitudes de onda invisibles paira nós. Se non o tivésemos en conta, moitos corpos astronómicos nin sequera coñeceriámolos, xa que a radiación emitida por eles chega á Terra en forma de raios X, infravermellos, ultravioleta, radioondas ou microondas.

Paira coñecer os segredos do universo é imprescindible ter ollos que vexan todas estas radiacións. A radiación próxima ao infravermello, por exemplo, non se extingue tan rapidamente como a luz visible, o que permite ver zonas sombreadas polo po interestelar, como as partes máis densas das nebulosas e os centros das galaxias. No proxecto 2MASS exploraron o ceo con dous telescopios que detectan o infravermello próximo: Entre 1997 e 2001 detectáronse un millón e medio de galaxias, a metade non catalogadas anteriormente.

As galaxias máis próximas ven tamén en luz visible, pero si obsérvanse con outros ollos, pódese saber moito máis sobre elas. Na luz ultravioleta, as zonas de xeración estelar e as estrelas novas iluminan; no infravermello, o po interestelar e o gas convértense en visionarios; as ondas de radio permiten detectar moléculas como H 2 , CO e NH 3; e si atendemos aos raios X, podemos ver as zonas de maior enerxía da galaxia. Así, a combinación de todos eles é fundamental paira saber que ocorre nunha galaxia, como evoluciona e que relación ten co medio.

Algunhas destas radiacións, como o ultravioleta, o infravermello afastado e os raios X, non chegan até a superficie terrestre. Por iso é imprescindible que os ollos saian ao espazo paira velos. Co afastado infravermello podemos acceder a zonas totalmente opacas na vista. A maior parte dos descubrimentos realizados nesta lonxitude de onda realizáronse a finais do século pasado: O satélite IRAS atopou 350.000 novos obxectos astronómicos. Por outra banda, desde o ano 2.003, no espazo hai outro ollo que ve nesa lonxitude de onda: Telescopio Spitzer. Con el recibíronse algunhas das imaxes máis sorprendentes dos últimos anos.

Á marxe da vista, non podemos ver o resto de radiacións, polo que é imprescindible de novo o traballo dos astrónomos pintores. Se quixésemos estudar una soa onda, quizá bastaría coa imaxe en branco e negro tomada polo telescopio, pero os nosos ollos vena en cor con máis detalle que a escala de grises. Paira ver varias lonxitudes de onda a unha soa ollada, a axuda das cores é inestimable.

Tres perspectivas da nebulosa Eagle. Estas tres fotografías foron tomadas por Spitzer en diferentes lonxitudes de onda infravermellas. Na primeira, numerosas estrelas e estruturas de po son perfectamente visibles. A segunda é o retrato dunha morte na que se ve como una estrela explosiva quentou o po da zona. E o terceiro destaca o contraste entre o po quentado pola explosión (verde) e as nubes horribles máis frías (vermellas, azuis, mouras).

(Foto: NASA/JPL-Caltech/N. Flagey (IAS/SSC) A. Noriega-Crespo (SSC/Caltech))

Na foto de entrada, por exemplo, pódese ver a galaxia M 82 a diferentes lonxitudes de onda. Na vista (amarelo-verde) pódese ver o disco dunha galaxia espiral; o gas ionizado quente que emite (laranxa) mostra a existencia de fortes ventos galácticos, provocados pola xeración de estrelas no centro da galaxia; no afastado infravermello (vermello), pódese ver que emite ademais de gas, po; e o gas que quenta millóns de graos de colisión entre o material emite raios X (azul).

Xogo de cores

Os pintores teñen liberdade paira dar a cor que queren a cada lonxitude de onda. En xeral, o obxectivo é que o contraste e a visibilidade sexan o máis grandes posibles, e niso a arte dos astrónomos seguramente terá moito que dicir. Con todo, paira algúns corpos moitas veces utilízase o mesmo código de cores e si vístense con outras cores, fánsenos raros.

Con todo, nestes casos si, as cores son absolutamente falsos, pura invención. Por iso, a etiqueta de “cor falsa” verémola a miúdo neste tipo de fotografías. Pero sen iso non poderiamos ver de que están feitos os planetas, as nebulosas e as galaxias, ou cal é a súa temperatura, etc.

Sete cores. Paira colorear esta galaxia NGC 1512, os astrónomos utilizaron sete cores. A imaxe central completouse coas fotografías tomadas en dúas lonxitudes de onda do ultravioleta Hubble, tres da vista e dúas da infravermella (de esquerda a dereita). Estes son as cores que elixiron paira destacar aos grupos de estrelas novas do exterior da galaxia.

(Foto: NASA, ESA, Dan Maoz (Tel-Aviv University, Israel, and Columbia University, USA)

Os que veñen en nome da cor real tamén son simples aproximacións. Pero, que é a cor real? As cores cambian continuamente na Terra, se está nubrado ou despexado, o sol máis ou menos arriba, ou na atmosfera máis ou menos po… e todos son reais. En canto ás fotos, nunca serán un 100% reflexo da realidade: cada cámara de fotos saca as cores á súa maneira e se as vemos nunha pantalla as cores varían segundo a súa configuración.

No caso do universo, moitas cores son falsos e outros tan só aproximacións. Así que se queres saber como é a realidade, só tes que ir ao universo e mirar cos teus ollos.