Brillo y color de las estrellas

Cinco magnitudes equivalen exactamente a un factor de 100 en brillo, de modo que Sirio parece unas 25 veces más brillante que la Polar.

Una escala al revés

Los astrónomos miden el brillo aparente mediante la escala de magnitudes, que al principio sorprende: los números menores indican más brillo. La idea es antigua. El catálogo de Ptolomeo del siglo II dividía las estrellas en seis clases: las más brillantes eran «de primera magnitud» y las más débiles visibles, de sexta. En 1856, Norman Pogson convirtió esto en una definición matemática: una diferencia de cinco magnitudes equivale exactamente a un factor de 100 en brillo. Una magnitud es entonces la raíz quinta de 100, unos 2.512.

La escala tuvo que prolongarse más allá de 1 para los objetos más brillantes, así que las estrellas muy brillantes tienen magnitudes próximas a cero o negativas. En el Bright Star Catalogue, Vega tiene 0.03 y Sirio, la estrella más brillante de la noche, −1.46. Los planetas van más allá: Venus alcanza unos −4. En el otro extremo, Pogson tomó magnitud 6 como el límite visible sin telescopio, aunque bajo un cielo realmente oscuro una vista aguda puede superarlo un poco.

Calcular relaciones de brillo

Para comparar dos estrellas, calcula la diferencia de magnitudes, Δm, y eleva 2.512 a Δm, o más exactamente 10^(0.4 × Δm). Sirio (−1.46) y la Polar (2.02) difieren en 3.48 magnitudes, así que Sirio parece 10^(0.4 × 3.48) ≈ 24.7 veces más brillante. Frente a Deneb (1.25), la diferencia es 2.71 magnitudes, unas 12 veces. Una estrella de magnitud 6 es unas 244 veces más débil que Vega. Son brillos aparentes: cómo se ven desde la Tierra. Deneb es en realidad una de las estrellas más luminosas que vemos; su aspecto modesto se debe a su gran distancia.

¿Cuántas estrellas puedes ver?

El Bright Star Catalogue reúne 9110 objetos, casi todas las estrellas hasta magnitud 6.5. Al contar sus entradas, 5080 tienen magnitud 6.0 o más brillo en todo el cielo. En cada momento solo la mitad del cielo queda sobre el horizonte, y la gruesa capa de aire atenúa las estrellas bajas, así que incluso una noche perfecta muestra como máximo un par de miles. En la ciudad, las luces iluminan el fondo y ahogan las débiles; a menudo solo quedan las de magnitud menor que 3 o 4. El catálogo contiene apenas 518 estrellas de magnitud 4.0 o más brillantes: esas 518, junto con unas pocas más débiles usadas en las líneas, aparecen en el modelo del curso.

Colores estelares

Si miras con atención, no todas las estrellas son blancas. Betelgeuse es claramente naranja; Rigel, blanca azulada; Antares, rojiza; Capella, amarillenta. El color indica la temperatura superficial: las más frías brillan en rojo y naranja; las más calientes, en blanco y azul. Los astrónomos comparan el brillo a través de un filtro azul (B) y uno amarillo verdoso (V). La diferencia B−V es el índice de color. Una estrella caliente blanca azulada como Rigel tiene B−V próximo a cero (−0.03 en el catálogo); Betelgeuse tiene 1.85 y Antares 1.83. El modelo convierte B−V en color mediante una aproximación estándar, resaltando las gigantes naranjas del invierno y del verano.

¿Por qué las estrellas débiles parecen blancas aunque sean rojas? Los conos, células del ojo que detectan el color, necesitan más luz que los bastones, que funcionan en la oscuridad. Por debajo de cierto brillo solo responden los bastones, incapaces de distinguir colores. Por eso el color se aprecia mejor en las estrellas más brillantes y con binoculares, que recogen más luz que el ojo desnudo.