¿Es la estrella más brillante del cielo nocturno realmente la estrella más brillante que existe? » ABC de la ciencia

Vemos muchas estrellas que brillan con diferentes niveles de brillo en el cielo nocturno, ¡pero nuestra visión del brillo de cada estrella no es necesariamente la realidad en el espacio!

En un cielo nocturno despejado, se pueden observar muchas estrellas con diferentes niveles de brillo. Por supuesto, estas estrellas se nos aparecen con un orden de luminosidad. Varias estrellas brillantes han despertado tanto la curiosidad de los pueblos antiguos que les dieron sus propias historias y tradiciones. También hay miles de estrellas tenues que muchos de nosotros podríamos considerar “inconsecuentes”.

Sin embargo, ¿las estrellas brillantes que vemos desde la Tierra son brillantes porque emiten una gran cantidad de energía y radiación? ¿O nuestro punto de vista desde la Tierra simplemente lo hace parecer de esa manera?

hemisferio norte

Este es el mapa del cielo del hemisferio norte celeste. Aquí podemos ver que el tamaño de las estrellas marcadas es diferente dependiendo de su brillo: cuanto mayor es el tamaño, más brillante es la estrella. (Crédito de la foto: Roberto Mura/Wikimedia Commons)

Primero, necesitamos saber acerca de las estrellas más brillantes en el cielo nocturno. El primero de la lista es Sirio, que se encuentra en la constelación de Canis Major. Después de Sirio, las siguientes en la lista son las estrellas Canopus, Rigil Kentaurus (también conocida como Alpha Centauri, el sistema estelar más cercano a la Tierra después del Sol) y Arcturus. Es interesante notar que esta lista de brillo es desde el punto de vista de la Tierra. En cualquier otro sistema estelar, esta lista puede variar significativamente.

Magnitudes aparentes

Los astrónomos establecieron esta lista de estrellas según su brillo con la ayuda de un sistema de magnitudes estelares.

El astrónomo y matemático griego Hiparco fue el primero en introducir este sistema. En esto, agrupó las estrellas más brillantes como estrellas de ‘primera magnitud’ y las estrellas más tenues como estrellas de ‘sexta magnitud’. A todas las demás estrellas se les asignan valores de magnitudes segunda, tercera, cuarta y quinta, según su nivel de brillo relativo. El sistema de magnitud está en orden inverso; cuanto más brillante es la estrella, menor es su magnitud.

Esta es una escala que proporciona una comparación entre las estrellas, los planetas y algunos de los límites del telescopio.

Esta es una escala que proporciona una comparación entre las estrellas y los planetas, así como algunos de los límites del telescopio.

Con el tiempo, esta escala de magnitud se volvió más refinada y ahora se la conoce oficialmente como la “magnitud aparente” de las estrellas. Es ‘aparente’ ya que se refiere al nivel de brillo de las estrellas, visto desde la Tierra. Actualmente, da cuenta de estrellas que son mucho más tenues de lo que el ojo humano puede ver. ¡También contiene estrellas que tienen magnitud cero e incluso magnitud negativa! Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno, tiene una magnitud aparente de -1,46, mientras que nuestro Sol tiene una de -26,72.

Matemáticamente, calculamos la magnitud aparente usando una ecuación logarítmica dada por:

mB – mA = 2.512 * log10 (IA/IB)

donde m se refiere a las magnitudes aparentes e I se refiere a la intensidad (o brillo) de dos estrellas, etiquetadas como A y B. Podemos ver que esta es una escala relativa. Aquí, si la estrella A es cien veces más brillante que la estrella B, la estrella A tendrá una magnitud aparente cinco órdenes menor (menor porque las magnitudes están en el orden inverso de su brillo) que la estrella B.

Ahora bien, la magnitud aparente no es una medida del brillo real de las estrellas. Cuando se ve desde la Tierra, el brillo de los objetos celestes depende de dos cosas: la intensidad de la radiación emitida por ese objeto, que es una medida de la cantidad de energía (en forma de luz) que emite, y la distancia. Aquí, la distancia es un factor importante. Una estrella que está significativamente lejos aún sería visible para nosotros, si emite una cantidad suficiente de energía luminosa.

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Esta es una colección de imágenes de las 25 estrellas más brillantes del cielo nocturno, junto con sus magnitudes aparentes. (Crédito de la foto: lerrosbershka/Shutterstock)

También existe la posibilidad de que la luz proveniente de estrellas distantes sea dispersada u oscurecida por partículas de polvo y gas interestelar. Esto daría como resultado una cierta reducción en el brillo de la estrella cuando se ve desde la Tierra. Sin embargo, este efecto no es muy significativo y se ha ignorado en gran medida en este artículo.

Magnitudes absolutas

Para dar cuenta de la cantidad total de luz emitida por las estrellas, se estableció otro sistema llamado magnitud absoluta. Este sistema designa las magnitudes de las estrellas según su brillo, si todas estuvieran siendo vistas desde la misma distancia.

Formalmente, la magnitud absoluta de la estrella sería la magnitud aparente que observaríamos si un objeto se colocara a una distancia de 10 parsecs de nosotros. Entonces, la magnitud absoluta es una medida mucho mejor del brillo inherente de la estrella, ya que solo tiene en cuenta su intensidad de radiación, sin tener en cuenta su distancia.

Podemos obtener la magnitud absoluta de cualquier objeto celeste usando la relación dada por:

METRO = metro – ( 5 * log10(d) ) + 5

donde M es la magnitud absoluta del objeto, m es la magnitud aparente y d es la distancia entre la Tierra y la estrella.

visto por el telescopio espacial Hubble en 2022

La flecha en esta imagen apunta a una de las estrellas más distantes jamás observadas, Eärendel, detectada por el Telescopio Espacial Hubble en 2022. A pesar de ser millones de veces más brillante que el Sol, apenas es visible incluso a través del Telescopio Espacial Hubble porque es tan lejos. (Crédito de la foto: spektrum)

Otra medida del brillo intrínseco de las estrellas es la magnitud bolométrica absoluta. Esta cantidad representa la radiación total emitida por una estrella de todas las longitudes de onda, no solo las longitudes de onda de la luz visible. También considera la radiación electromagnética que observaríamos si el objeto se colocara a 10 parsecs de la Tierra (igual que la magnitud absoluta).

Dado que tanto las magnitudes aparentes como las absolutas solo tienen en cuenta las longitudes de onda de la luz visible, la magnitud bolométrica absoluta puede considerarse una mejor medida del brillo intrínseco de la estrella. Sin embargo, para este artículo, no consideraremos la magnitud bolométrica absoluta.

Comparaciones de brillo

Ahora, usaremos magnitudes tanto aparentes como absolutas para comprender el alcance de la diferencia entre el brillo real de la estrella y el brillo que observamos aquí en la Tierra. Considere las dos primeras estrellas más brillantes, Sirius y Canopus. Las magnitudes aparente y absoluta de Sirio son -1,46 y 1,43, respectivamente, mientras que las de Canopus son -0,72 y -5,6, respectivamente. Esto significa que si bien Sirius parece más brillante que Canopus desde la Tierra, Canopus eclipsaría a Sirius entre comillas un poco si se colocaran a la misma distancia de un observador.

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Esta es una imagen de la estrella más brillante del cielo nocturno, Sirio, tomada con la ayuda de un telescopio. (Crédito de la foto: AstroStar/Shutterstock)

Claramente, lo que observamos no nos da la imagen completa. Otro ejemplo de esto es la estrella Rigel. A pesar de ser solo la séptima estrella más brillante del cielo nocturno, con una magnitud aparente de 0,12, tiene una magnitud absoluta de -7,0, lo que la convierte en una de las estrellas con mayor brillo inherente.

El principal factor de este contraste es que estas estrellas se encuentran a diferentes distancias de la Tierra. Sirius es una de las estrellas más cercanas a nuestro sistema solar y está a solo unos 8,6 años luz de nosotros, mientras que Canopus está mucho más lejos, a 309 años luz. Rigel, por otro lado, está aproximadamente a 860 años luz de la Tierra, pero aún brilla más que la mayoría.

Cuadro comparativo de estrellas jóvenes

Representación de un artista de la estrella R136a1 y la imagen en el infrarrojo cercano de su cúmulo principal tomada con el Very Large Telescope de ESO. R136a1 se considera una de las estrellas más luminosas jamás observadas. (Crédito de la foto: Flickr)

Entonces, ¿qué estrella tiene el valor más alto de brillo intrínseco? Esa pregunta es bastante difícil de responder. Hay tantas estrellas por ahí cuyas magnitudes absolutas aún quedan por medir. Algunos de los posibles candidatos en esta lista incluyen R136a1, Pistol star y BAT99-98. Aunque, una buena regla general sería que las estrellas muy distantes que son visibles para nosotros tendrán un alto brillo característico.

Conclusión

La conclusión es que Sirius no es realmente la estrella ‘más brillante’. Parece así porque está relativamente más cerca de nosotros que la mayoría de las otras estrellas que hay. Hay muchas estrellas que son más luminosas que Sirio, pero lamentablemente no pueden captar la atención ya que están ubicadas muy lejos.

Encontrar el brillo absoluto y la cantidad total de energía emitida por las estrellas nos ayuda a desarrollar modelos numéricos de formación estelar. También nos permite comprender y estudiar la evolución de las estrellas y todos los procesos que tienen lugar en su interior. Observar y comprender las estrellas de alto brillo juega un papel crucial en nuestro conocimiento del proceso de formación estelar, lo que a su vez nos ayuda a aprender más sobre la evolución del gas en galaxias, supernovas, etc.

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