Corrimiento al rojo: Conceptos básicos

Si alguna vez te has parado junto a una carretera mientras un vehículo pasaba por allí, ya tienes una idea de lo que es el corrimiento al rojo (o redshift en inglés). Cuando el vehículo se mueve hacia ti, su motor suena más agudo que el motor de un vehículo cuando está parado. Cuando el vehículo se aleja de ti, su motor suena más grave que cuando está parado. La razón de este cambio es el efecto Doppler, nombrado así en honor a su descubridor, el físico austriaco Christian Doppler. Cuando el vehículo se mueve hacia ti, las ondas de sonido que acarrean el ruido del motor se juntan. Cuando el vehículo se aleja de ti, estas ondas se separan.
El mismo efecto ocurre con la luz. Si un objeto se acerca a nosotros, las ondas de luz que emite parecerán más juntas y, por tanto, su luz parecerá más azul. Por el contrario, si un objeto se aleja de nosotros, sus ondas de luz parecerá que se separan y esto hará que el objeto se perciba más rojo. El grado de corrimiento al rojo o al azul (o blueshift en inglés) está directamente relacionado con la velocidad del objeto en la dirección en la que miramos. La animación situada abajo muestra de forma esquemática el aspecto del corrimiento al rojo y al azul, usando un coche como ejemplo.

La velocidad a la que suelen moverse los coches es demasiado pequeña como para que podamos notar corrimiento al rojo o al azul. Sin embargo, las galaxias se mueven lo suficientemente rápido respecto a nosotros pero, desafortunadamente, no sabemos el color que deberían tener. Los astrónomos necesitan una forma de medir este cambio usando únicamente la luz que nos llega desde el objeto. De hecho, los astrónomos no descubrieron que la luz de las galaxias estaba desplazada hasta que comenzaron a analizar su espectro alrededor de principios del siglo XX. ¿Qué es lo que notaron?

 

Un espectro mide cuánta luz emite un objeto a diferentes longitudes de onda. El espectro de una estrella se suele representar en una gráfica. Puedes consultar Pre-Vuelo – Gráficas de espectros de SDSS para más ayuda. Los espectros de estrellas y galaxias aparecen casi siempre con una serie de picos y valles que reciben el nombre de líneas espectrales. Estas líneas siempre aparecen en el mismo lugar del espectro siendo, de esta manera, buenos marcadores para los corrimiento al rojo o al azul. Cuando los astrónomos miran una galaxia y ven líneas espectrales a longitudes de onda mayores de las que miden en la Tierra saben que la galaxia tiene cierto corrimiento al rojo (enrojecida o redshifted en inglés) y que se está alejando de nosotros. Si ellos ven que las líneas aparecen a longitudes de onda menores, entonces dicen que la galaxia tiene cierto corrimiento al azul (azulada o blueshifted en inglés) y concluyen que se mueve hacia nosotros.
El catastro digital del cielo Sloan (Sloan Digital Sky Survey) ha medido espectros de alrededor de un millón de galaxias. Cada espectro se introduce en un programa que determina el corrimiento al rojo de forma automática. El programa da como salida una imagen como la que se encuentra a la derecha donde marca las líneas espectrales. El número “z” en la parte de arriba del espectro muestra el valor del corrimiento al rojo. Valores positivos de z señalan galaxias con corrimiento hacia el rojo, mientras que valores negativos significan corrimiento hacia el azul.

Spectrum GraphImagen: Texto de encabezado: Cartografiado: SDSS. Programa: Legado. Ascensión Recta=145.59529, Declinación: -0.20220, Placa: 266, Fibra=231, Día Juliano medio=51630. Corrimiento al rojo=0.09114+/-0.00001. Clase: Galaxia formando estrellas. Sin advertencias. Wavelength: Longitud de onda