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Luz de las estrellas

Cielo estrellado cruzado con la Vía Láctea y un meteoro

Starlight es la luz emitida por las estrellas . [1] Por lo general, se refiere a la radiación electromagnética visible de estrellas distintas del Sol , observable desde la Tierra durante la noche , aunque un componente de la luz de las estrellas es observable desde la Tierra durante el día .

La luz del sol es el término utilizado para la luz de las estrellas del Sol observada durante el día. Durante la noche, el albedo describe los reflejos solares de otros objetos del Sistema Solar , incluida la luz de la luna , el brillo planetario y la luz zodiacal .

Observación

La observación y medición de la luz de las estrellas a través de telescopios es la base de muchos campos de la astronomía , [2] incluida la fotometría y la espectroscopia estelar . [3] Hiparco no tenía un telescopio ni ningún instrumento que pudiera medir el brillo aparente con precisión, por lo que simplemente hacía estimaciones con sus ojos. Clasificó las estrellas en seis categorías de brillo, a las que llamó magnitudes. [4] Se refirió a las estrellas más brillantes de su catálogo como estrellas de primera magnitud y a aquellas tan débiles que apenas podía verlas como estrellas de sexta magnitud.

La luz de las estrellas también es una parte notable de la experiencia personal y la cultura humana , y afecta una amplia gama de actividades que incluyen la poesía , [5] la astronomía, [2] y la estrategia militar. [6]

El ejército de los Estados Unidos gastó millones de dólares desde la década de 1950 en adelante para desarrollar un telescopio de luz estelar , que podría amplificar la luz de las estrellas, la luz de la luna filtrada por las nubes y la fluorescencia de la vegetación en descomposición unas 50.000 veces para permitir a una persona ver en la noche. [6] A diferencia del sistema de infrarrojos activo desarrollado anteriormente, como el francotirador , era un dispositivo pasivo y no requería emisión de luz adicional para ver. [6]

El color promedio de la luz de las estrellas en el universo observable es un tono blanco amarillento al que se le ha dado el nombre de Cosmic Latte .

La espectroscopia de luz estelar, examen de los espectros estelares, fue iniciada por Joseph Fraunhofer en 1814. [3] Se puede entender que la luz de las estrellas está compuesta de tres tipos principales de espectros: espectro continuo , espectro de emisión y espectro de absorción . [1]

La iluminancia de la luz de las estrellas coincide con la iluminancia mínima del ojo humano (~0,1 mlx ), mientras que la luz de la luna coincide con la iluminancia mínima de la visión del color del ojo humano (~50 mlx).  [7] [8]

Una de las estrellas más antiguas identificadas hasta ahora (la más antigua, pero no la más distante en este caso) fue identificada en 2014: mientras que a "sólo" 6.000 años luz de distancia, se determinó que la estrella SMSS J031300.36−670839.3 tenía 13.800 millones de años o más. o menos la misma edad que el universo mismo. [9] La luz de las estrellas que brilla en la Tierra incluye esta estrella. [9]

Fotografía

La fotografía nocturna incluye fotografiar sujetos iluminados principalmente por la luz de las estrellas. [10] La toma directa de imágenes del cielo nocturno también forma parte de la astrofotografía . [11] Al igual que otras fotografías, puede utilizarse para fines científicos y/o de ocio. [12] [13] Los temas incluyen animales nocturnos . [11] En muchos casos, la fotografía a la luz de las estrellas también puede superponerse con la necesidad de comprender el impacto de la luz de la luna . [11]

Polarización

Se ha observado que la intensidad de la luz de las estrellas es función de su polarización .

La luz de las estrellas se polariza parcialmente linealmente al dispersarse desde granos de polvo interestelar alargados cuyos ejes largos tienden a orientarse perpendicularmente al campo magnético galáctico . Según el mecanismo de Davis-Greenstein , los granos giran rápidamente con su eje de rotación a lo largo del campo magnético. La luz polarizada a lo largo de la dirección del campo magnético perpendicular a la línea de visión se transmite, mientras que la luz polarizada en el plano definido por el grano giratorio se bloquea. Por tanto, la dirección de polarización se puede utilizar para mapear el campo magnético galáctico . El grado de polarización es del orden del 1,5% para estrellas a 1.000 pársecs de distancia. [14]

Normalmente, en la luz de las estrellas se encuentra una fracción mucho menor de polarización circular . Serkowski, Mathewson y Ford [15] midieron la polarización de 180 estrellas en filtros UBVR. Encontraron una polarización circular fraccionaria máxima de , en el filtro R.

La explicación es que el medio interestelar es ópticamente delgado. La luz de las estrellas que viaja a través de una columna de kiloparsec sufre aproximadamente una magnitud de extinción, de modo que la profundidad óptica es ~ 1. Una profundidad óptica de 1 corresponde a un camino libre medio, que es la distancia, en promedio, que recorre un fotón antes de dispersarse desde un grano de polvo. . Así, en promedio, un fotón de luz estelar se dispersa desde un único grano interestelar; la dispersión múltiple (que produce polarización circular) es mucho menos probable. Observacionalmente, [14] la fracción de polarización lineal p ~ 0,015 de una única dispersión; La polarización circular por dispersión múltiple es como , por lo que esperamos una fracción polarizada circularmente de .

La luz de las estrellas de tipo temprano tiene muy poca polarización intrínseca. Kemp et al. [16] midió la polarización óptica del Sol a una sensibilidad de ; encontraron límites superiores tanto para (fracción de polarización lineal) como para (fracción de polarización circular).

El medio interestelar puede producir luz polarizada circularmente (CP) a partir de luz no polarizada mediante dispersión secuencial de granos interestelares alargados alineados en diferentes direcciones. Una posibilidad es la alineación torcida del grano a lo largo de la línea de visión debido a la variación en el campo magnético galáctico; otra es que la línea de visión pasa a través de múltiples nubes. Para estos mecanismos, la fracción CP máxima esperada es , donde es la fracción de luz linealmente polarizada (LP). Kemp y Wolstencroft [17] encontraron CP en seis estrellas de tipo temprano (sin polarización intrínseca), que pudieron atribuir al primer mecanismo mencionado anteriormente. En todos los casos, en luz azul.

Martin [18] demostró que el medio interestelar puede convertir la luz LP en CP mediante la dispersión de granos interestelares parcialmente alineados que tienen un índice de refracción complejo. Este efecto fue observado por Martin, Illing y Angel en la luz de la Nebulosa del Cangrejo . [19]

Un entorno circunestelar ópticamente denso puede producir potencialmente una CP mucho mayor que el medio interestelar. Martin [18] sugirió que la luz LP puede convertirse en CP cerca de una estrella mediante dispersión múltiple en una nube de polvo circunestelar asimétrica ópticamente espesa. Este mecanismo fue invocado por Bastien, Robert y Nadeau [20] para explicar la CP medida en 6 estrellas T-Tauri a una longitud de onda de 768 nm. Encontraron un CP máximo de . Serkowski [21] midió el CP de la supergigante roja NML Cygni y en la estrella M variable de período largo VY Canis Majoris en la banda H, atribuyendo el CP a la dispersión múltiple en envolturas circunestelares . Crisóstomo y col. [22] encontraron CP con q de hasta 0,17 en la región de formación estelar de Orión OMC-1, y lo explicaron por el reflejo de la luz estelar de los granos achatados alineados en la nebulosa polvorienta.

Wolstencroft y Kemp midieron la polarización circular de la luz zodiacal y la luz galáctica difusa de la Vía Láctea a una longitud de onda de 550 nm. [23] Encontraron valores de , que es más alto que el de las estrellas ordinarias, presumiblemente debido a la dispersión múltiple de los granos de polvo.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Robinson, Keith (2009). Starlight: una introducción a la física estelar para aficionados. Medios de ciencia y negocios de Springer. págs. 38–40. ISBN 978-1-4419-0708-0.
  2. ^ ab Macpherson, Héctor (1911). El romance de la astronomía moderna. JB Lippincott. pag. 191. Astronomía a la luz de las estrellas.
  3. ^ ab JB Hearnshaw (1990). El análisis de la luz de las estrellas: ciento cincuenta años de espectroscopia astronómica. Archivo COPA. pag. 51.ISBN 978-0-521-39916-6.
  4. ^ Astronomía . https://d3bxy9euw4e147.cloudfront.net/oscms-prodcms/media/documents/Astronomy-Draft-20160817.pdf: Universidad Rice. 2016. pág. 761. ISBN 1938168283 - vía Open Stax. 
  5. ^ Wells Hawks Skinner - Estudios de literatura y composición para escuelas secundarias, escuelas normales y ... (1897) - Página 102 (enlace de Google eBook)
  6. ^ abc Popular Mechanics - enero de 1969 - "Cómo el ejército aprendió a ver en la oscuridad" por Mort Schultz (enlace de Google Books)
  7. ^ Schlyter, Paul (1997-2009). "Radiometría y fotometría en astronomía".
  8. ^ Reseñas de IEE, 1972, página 1183
  9. ^ ab "La estrella antigua puede ser la más antigua del universo conocido". Espacio.com . 10 de febrero de 2014.
  10. ^ Rowell, Tony (2 de abril de 2018). Sierra Starlight: La astrofotografía de Tony Rowell. Apogeo. ISBN 9781597143134- a través de libros de Google.
  11. ^ abc Ray, Sidney (23 de octubre de 2015). Fotografía Científica e Imagenología Aplicada. Prensa CRC. ISBN 9781136094385- a través de libros de Google.
  12. ^ Ray, Sidney (23 de octubre de 2015). Fotografía Científica e Imagenología Aplicada. Prensa CRC . ISBN 9781136094385.
  13. ^ Ray, Sidney (23 de octubre de 2015). Fotografía Científica e Imagenología Aplicada. Prensa CRC. ISBN 9781136094385.
  14. ^ ab Fosalba, Pablo; Lazariano, Alex ; Prunet, Simón; Tauber, enero A. (2002). "Propiedades estadísticas de la polarización de la luz de las estrellas galácticas". Revista Astrofísica . 564 (2): 762–772. arXiv : astro-ph/0105023 . Código Bib : 2002ApJ...564..762F. doi :10.1086/324297. S2CID  53377247.
  15. ^ Serkowski, K.; Mathewson y Ford (1975). "Dependencia de la longitud de onda de la polarización interestelar y relación entre extinción total y selectiva". Revista Astrofísica . 196 : 261. Código bibliográfico : 1975ApJ...196..261S. doi : 10.1086/153410 .
  16. ^ Kemp, JC; et al. (1987). "La polarización óptica del Sol medida con una sensibilidad de partes en diez millones". Naturaleza . 326 (6110): 270–273. Código Bib : 1987Natur.326..270K. doi :10.1038/326270a0. S2CID  4316409.
  17. ^ Kemp, James C.; Wolstencroft (1972). "Polarización circular interestelar: datos de seis estrellas y la dependencia de la longitud de onda". Revista Astrofísica . 176 : L115. Código bibliográfico : 1972ApJ...176L.115K. doi : 10.1086/181036 .
  18. ^ ab Martín (1972). "Polarización circular interestelar". MNRAS . 159 (2): 179-190. Código bibliográfico : 1972MNRAS.159..179M. doi : 10.1093/mnras/159.2.179 .
  19. ^ Martín, PG; Illing, R.; Ángel, JRP (1972). "Descubrimiento de la polarización circular interestelar en dirección a la nebulosa del Cangrejo". MNRAS . 159 (2): 191-201. Código bibliográfico : 1972MNRAS.159..191M. doi : 10.1093/mnras/159.2.191 .
  20. ^ Bastein, Pierre; Robert y Nadeau (1989). "Polarización circular en estrellas T Tauri. II - Nuevas observaciones y evidencia de dispersión múltiple". Revista Astrofísica . 339 : 1089. Código bibliográfico : 1989ApJ...339.1089B. doi :10.1086/167363.
  21. ^ Serkowski, K. (1973). "Polarización circular infrarroja de NML Cygni y VY Canis Majoris". Revista Astrofísica . 179 : L101. Código bibliográfico : 1973ApJ...179L.101S. doi : 10.1086/181126 .
  22. ^ Crisóstomo, Antonio; et al. (2000). "Polarimetría de objetos estelares jóvenes - III. Polarimetría circular de OMC-1". MNRAS . 312 (1): 103-115. Código bibliográfico : 2000MNRAS.312..103C. CiteSeerX 10.1.1.46.3044 . doi :10.1046/j.1365-8711.2000.03126.x. S2CID  17595981. 
  23. ^ Wolstencroft, Ramón D.; Kemp (1972). "Polarización circular de la radiación del cielo nocturno". Revista Astrofísica . 177 : L137. Código Bib : 1972ApJ...177L.137W. doi :10.1086/181068.