¿Las estrellas son rojas o es el efecto Doppler?

Una pregunta que surge cuando lees algo sobre el efecto Doppler, y mas exactamente que las cosas que se alejan tienen un "corrimiento al rojo", en cambio las que se acercan tienen un "corrimiento al azul", es:

¿Significa que las estrellas rojas se alejan y las azules se acercan?

Nota en Orion, arriba a la izquierda la rojiza Betelgeuse, y abajo a la derecha la azul Rigel, en la mitad, las Tres Marias,,,,, ¿a que se debe su color?

Es tentador pensar de esa manera, pero incorrecto, y ahora veremos porque:

¿Porque las estrellas se ven de colores?

El motivo fundamental es por su temperatura. Una estrella relativamente fría como Betelgeuse se ve roja, ya que la parte mas importante de su emisión de luz esta en ese color.

Una estrella como el Sol, tiene su máximo de emisión en el amarillo. Otras mas calientes se ven azules o blancas.

Nota que las curvas negras representan la emision en los distintos colores de estrellas de 4500 a 7500 K. El máximo de la curva de 6000 K el máximo es en el amarillo y de ese color se ve la estrella, La de 4500 K, el máximo se ve en el naranja, que corresponde al color de la estrella. La de 7500, esta en el azul y la estrella se ve azul.

En este punto tal vez te interese ver un articulo anterior "por que las estrellas parecen ser todas blancas".

Es probable que te sea útil también leer sobre los espectros.

¿y el efecto Doppler?

No entraré en detalles de este efecto (hay un articulo anterior que lo hace), pero es real que la luz de un astro se ve mas roja (en el diagrama denominada "A") o mas azul  ("C") si se aleja o se acerca respectivamente. Solo se ve el color real cuando no se aleja ni se acerca ("B"), como cuando una estrella se mueve de costado con respecto al observador.

Un objeto que se aleja, su color se "corre" un poco hacia el rojo (A). Si tiene con respecto a nosotros velocidad cero (B), no cambian de color, y si se acercan (C) si color cambia hacia el azul.

Una estrella de color amarillo como el Sol, a baja velocidad (fila de arriba), no cambia de color. Si viaja a gran velocidad (fila de abajo), si se aleja (A) se ve roja, si se acerca (C), azul. Si viaja a gran velocidad "de costado", la estrella no se acera ni se aleja por lo que se ve con su color real. 

¿Y entonces?

Significa que los dos efectos le dan color a los astros, pero en distinto porcentaje.

El asunto es que para el cambio de color se fácilmente visible por efecto Doppler, se requiere que la velocidad sea altísima, de varias decenas de miles de kilómetros por segundo  y eso es rarisimo que suceda en estrellas.

De hecho en nuestra galaxia no se conoce ningún objeto que viaje a esa velocidad, y si lo hubiera, no pertenecería a ella, porque solo la estaría cruzando. La Vía Láctea no tiene la fuerza de gravedad necesaria para retener a un objeto a esa velocidad.

Por ello concluimos que el color de las estrellas que vemos se deben fundamentalmente a sus temperaturas.

Por otra parte, si el efecto Doppler fuera tan notable, una estrella doble cambiaría de color al seguirla durante toda su órbita, ya que a veces una se alejaría y la otra se acercaría. Esto no se observa.

¿como se mide entonces la velocidad?

El efecto Doppler debe medirse con equipo especial (un espectrógrafo), para hacer las delicadas mediciones requeridas. O sea: el cambio de color existe pero es insignificante para nuestros ojos a bajas velocidades. Se miden los leves corrimientos de las rayas formadas por los elementos químicos que contiene el objeto analizado.

A la izquierda los espectros en distintos momentos de la estrella doble de la derecha, tal como se ve desde la Tierra. Nota como las lineas de los espectros cambian de lugar, hacia el rojo cuando se aleja, hacia el azul cuando se acerca,

Igualmente ha habido algunos objetos raros, invisibles a simple vista, que han causado un gran dolor de cabeza en el pasado por este motivo.

Cuando se descubrió el primer Quasar (3C 273), se veía como una estrella, pero al sacarle el espectro, tenia un "color" desconocido -exactamente mostraba lineas de elementos químicos desconocidos, imposibles de identificar.

Los Quasars se sabe hoy en día que son núcleos de galaxias que emiten enormes cantidades de energía, se alejan a muy alta velocidad, y por la expansión del Universo, se deduce que su distancia es enorme.

El perfil del espectro del Quasar 3C 273. Fíjate las flechas rojas representan el corrimiento al rojo de la luz del Quasar. Recién a estas velocidades de recesión, SI hay cambios notables de color a simple vista.

3C 273 se aleja a nada menos que 47 mil km/seg.

Es una velocidad tan alta que su enorme corrimiento al rojo hace que gran parte de su luz ultravioleta se haya corrido al visible. En otras palabras, no eran lineas desconocidas, sino que estaban tan corridas al rojo que inicialmente no se pudieron reconocer. Lo que los astrónomos identificaban habitualmente en el visible, por el efecto Doppler estaban casi en el infrarrojo.....

Ciertamente en objetos de nuestra galaxia no se ha observado nunca esa velocidad de movimiento (salvo casos extraños como el microquasar SS 433, pero por otros motivos. Pero esto es para otra historia!!)