¿Qué es el Blueshift?

 Astronomía tiene varios términos que suenan exóticos para los no astrónomos. La mayoría de la gente ha oído hablar de "años luz" y "parsec" como términos de mediciones distantes. Pero, otros términos son más técnicos y pueden sonar "jerga" a las personas que no saben mucho sobre astronomía. Dos de estos términos son "desplazamiento al rojo" y "desplazamiento al azul". Se utilizan para describir el movimiento de un objeto hacia o lejos de otros objetos en el espacio.

Redshift indica que un objeto se está alejando de nosotros. "Blueshift" es un término que los astrónomos usan para describir un objeto que se mueve hacia otro objeto o hacia nosotros. Alguien dirá: "Esa galaxia está cambiada de azul con respecto a la Vía Láctea", por ejemplo. Significa que la galaxia se está moviendo hacia nuestro punto en el espacio. También se puede usar para describir la velocidad que toma la galaxia a medida que se acerca a la nuestra. 

Tanto el desplazamiento al rojo como el desplazamiento al azul se determinan al estudiar el espectro de luz irradiada desde el objeto. Específicamente, las "huellas digitales" de los elementos en el espectro (que se toman con un espectrógrafo o un espectrómetro) se "desplazan" hacia el azul o el rojo, según el movimiento del objeto..

Los astrónomos usan el efecto Doppler para medir la frecuencia de las ondas de luz a medida que un objeto se mueve con respecto al observador. La frecuencia es más corta a medida que se mueve hacia usted, y el objeto muestra un cambio de azul. Si el objeto se aleja, muestra un desplazamiento al rojo. Esto se muestra en espectros de luz estelar como un cambio en las líneas negras (llamadas líneas de absorción) como se muestra aquí). Carolyn Collins Petersen

¿Cómo determinan los astrónomos el Blueshift??

Blueshift es un resultado directo de una propiedad del movimiento de un objeto llamada efecto Doppler, aunque hay otros fenómenos que también pueden provocar que la luz se desplace hacia el blues. Así es como funciona. Tomemos esa galaxia como ejemplo nuevamente. Está emitiendo radiación en forma de luz, rayos X, ultravioleta, infrarrojo, radio, luz visible, etc. A medida que se acerca a un observador en nuestra galaxia, cada fotón (paquete de luz) que emite parece producirse más cerca en el tiempo que el fotón anterior. Esto se debe al efecto Doppler y al movimiento adecuado de la galaxia (su movimiento a través del espacio). El resultado es que los picos de fotones Aparecer estar más cerca de lo que realmente están, haciendo que la longitud de onda de la luz sea más corta (mayor frecuencia y, por lo tanto, mayor energía), según lo determine el observador.

Blueshift no es algo que se pueda ver a simple vista. Es una propiedad de cómo la luz se ve afectada por el movimiento de un objeto. Los astrónomos determinan el cambio de azul midiendo pequeños cambios en las longitudes de onda de la luz del objeto. Lo hacen con un instrumento que divide la luz en sus longitudes de onda componentes. Normalmente esto se hace con un "espectrómetro" u otro instrumento llamado "espectrógrafo". Los datos que recopilan se grafican en lo que se llama un "espectro". Si la información de la luz nos dice que el objeto se está moviendo hacia nosotros, el gráfico aparecerá "desplazado" hacia el extremo azul del espectro electromagnético.. 

Midiendo los cambios azules de las estrellas

Al medir los cambios espectrales de las estrellas en la Vía Láctea, los astrónomos pueden trazar no solo sus movimientos, sino también el movimiento de la galaxia en su conjunto. Los objetos que se alejan de nosotros aparecerán desplazados hacia el rojo, mientras que los que se acerquen serán desplazados hacia el azul. Lo mismo es cierto para el ejemplo de galaxia que viene hacia nosotros..

Los astrónomos pueden determinar la velocidad a la que la galaxia de Andrómeda se dirige hacia la Vía Láctea midiendo su cambio de azul. Crédito: NASA; ESA; Z. Levay y R. van der Marel, STScI; T. Hallas; y A. Mellinger

¿Está el universo cambiado de azul??

El estado pasado, presente y futuro del universo es un tema candente en astronomía y en ciencia en general. Y una de las formas en que estudiamos estos estados es observar el movimiento de los objetos astronómicos que nos rodean..

Originalmente, se pensaba que el universo se detenía en el borde de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Pero, a principios del siglo XX, el astrónomo Edwin Hubble descubrió que había galaxias fuera de la nuestra (en realidad, se habían observado anteriormente, pero los astrónomos pensaban que eran simplemente una especie de nebulosa, no sistemas enteros de estrellas). Ahora se sabe que hay miles de millones de galaxias en todo el universo.. 

Esto cambió toda nuestra comprensión del universo y, poco después, preparó el camino para el desarrollo de una nueva teoría de la creación y evolución del universo: la teoría del Big Bang.

Averiguando el movimiento del universo

El siguiente paso fue determinar dónde estamos en el proceso de evolución universal, y qué tipo del universo en el que vivimos. La pregunta es realmente: ¿se está expandiendo el universo? Contratación? Estático?

Para responder eso, los astrónomos midieron los cambios espectrales de las galaxias cercanas y lejanas, un proyecto que continúa siendo parte de la astronomía. Si las mediciones de luz de las galaxias se desplazaran en azul en general, entonces esto significaría que el universo se está contrayendo y que podríamos dirigirnos a una "gran crisis" ya que todo en el cosmos vuelve a juntarse. 

El universo acelerado y en expansión, que muestra la influencia de la expansión acelerada en las épocas más recientes de la historia cósmica. NASA / WMAP

Sin embargo, resulta que las galaxias están, en general, alejándose de nosotros y parecen desplazadas hacia el rojo. Esto significa que el universo se está expandiendo. No solo eso, sino que ahora sabemos que la expansión universal se está acelerando y que se aceleró a un ritmo diferente en el pasado. Ese cambio en la aceleración es impulsado por una fuerza misteriosa conocida genéricamente como energía oscura. Tenemos poca comprensión de la naturaleza de la energía oscura, solo que parece estar en todas partes del universo..

Para llevar clave

• El término "cambio de azul" se refiere al cambio en las longitudes de onda de la luz hacia el extremo azul del espectro a medida que un objeto se mueve hacia nosotros en el espacio.
• Los astrónomos usan blueshift para comprender los movimientos de las galaxias entre sí y hacia nuestra región del espacio.
• Redshift se aplica al espectro de luz de las galaxias que se alejan de nosotros; es decir, su luz se desplaza hacia el extremo rojo del espectro.

Fuentes

• Cool Cosmos, coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/redshift.html.
• "El descubrimiento del universo en expansión". El universo en expansión, skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.asp.
• NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html.

Editado por Carolyn Collins Petersen.