Se ha calculado, de forma rigurosa, de qué color veríamos las enanas blancas si las mirásemos "de cerca". Resulta que estas pueden ser amarillas, rosadas o verdes. Este resultado cuestiona la idea, muy arraigada, de que el color de una estrella está solo determinado por su temperatura.
El color de las estrellas
Que las estrellas tienen colores es algo que se ve a simple vista: Betelgeuse y Antares se ven anaranjadas, Sirio y Rigel son azuladas y nuestro Sol es blanco. Desde finales del siglo XIX, el color ha servido a los astrónomos para clasificar las estrellas, según su espectro. Se define así la secuencia O, B, A, F, G, K, M, que va de las más calientes (las O, azuladas) a las más frías (las K y M, anaranjadas, aunque en la jerga científica las llamemos «rojas»). El Sol es una estrella de tipo G.
Esa secuencia refleja que las estrellas se comportan casi como objetos radiantes perfectos (lo que en física se denomina "cuerpo negro", aunque, paradójicamente, pueda brillar en el rojo, el blanco o el azul). Por eso su color depende esencialmente de su temperatura, igual que el hierro de un herrero pasa del rojo al blanco al calentarse.
El diagrama HR.CC BY-SA/RB
El color es también el eje horizontal del diagrama de Hertzsprung-Russell (HR), que clasifica a todas las estrellas según dos parámetros: su temperatura y su luminosidad. En él, la mayoría de las estrellas se alinea en la llamada secuencia principal, con las gigantes y supergigantes en la parte superior de esta.
Atmósferas densísimas
Las enanas blancas son los núcleos residuales que dejan la mayoría de las estrellas al morir, tan compactos que encierran una masa parecida a la del Sol en un volumen como el de la Tierra. Estos "cadáveres estelares" ocupan una región propia en el diagrama HR: se sitúan por debajo de la secuencia principal. Durante décadas se ha supuesto que las enanas blancas seguían la misma regla de color que el resto de las estrellas.
Sin embargo, un equipo liderado por Mark Hollands, de la Universidad de Warwick, sugiere ahora que no siempre es así. Su trabajo se basa en espectros, tanto observados como calculados con modelos de atmósferas estelares. Combinándolos con la respuesta del ojo humano, se calcula el color que percibiríamos si pudiéramos acercarnos lo suficiente como para ver los discos estelares.
El espectro de una enana blanca depende de su temperatura, de su composición química y de la densidad de su atmósfera. Las atmósferas de las enanas blancas más frías pueden alcanzar densidades similares a la del agua: en torno a un gramo por centímetro cúbico. En ese ambiente, elementos como el carbono, el calcio o el sodio pueden presentar líneas de absorción extremadamente anchas: llegan a extenderse sobre decenas o centenares de nanómetros. De esta manera se absorben (se "borran") regiones enteras del espectro visible y así el color de la estrella se aparta del que presentaría si fuese un cuerpo negro.
Un arcoíris de estrellas muertas
El resultado de este estudio es una paleta de colores de gran variedad. Las enanas ricas en carbono se ven rosadas o púrpuras, debido a las bandas de absorción de moléculas de carbono C (las llamadas bandas de Swan).
Recreación de una enana blanca que se vería rosada.M.A. Garlick/Universidad de Warwick
Otras enanas blancas están contaminadas: restos de asteroides, cometas o planetas de su sistema se acercaron demasiado, se desintegraron y cayeron sobre ellas, enriqueciendo su atmósfera con calcio, sodio y otros metales. En las más frías, de
atmósfera de helio, esto puede darles un color amarillo o verde. Por su parte, algunas enanas frías, en cuyas atmósferas domina el helio con trazas de hidrógeno, se verán cian (un color azul verdoso), por las colisiones entre los átomos de helio y moléculas de hidrógeno; otras similares, con temperatura de color en torno a los 5.000 K (unos 4.700 grados Celsius), resultan de color amarillo pálido.
Entre los casos más extremos figura la enana WD J1011+2845, a 48 años luz de distancia de la Tierra, que debe de presentar un intenso rosa salmón y que probablemente sea la estrella más roja conocida en cuanto a color percibido.
Estrellas verdes
Un caso espectacular es el de WD J1330+6435, una enana blanca bastante fría, de unos 4.240 K (unos 4.000 °C), situada a unos 326 años luz. El sodio de su atmósfera absorbe la radiación naranja y el calcio la violeta, de modo que el máximo de luz cae en torno a los 500 nanómetros: un verde amarillento. Esta sería, pues, la primera estrella a la que se atribuye este color.
Conviene, no obstante, matizar que nadie ha visto esta estrella con ese color verdoso. El color se ha calculado a partir de su espectro, un tanto ruidoso, dicho sea de paso. Pero modelos anteriores daban un tono parecido, lo que refuerza estos resultados. Además, otras dos enanas, WD J0851+1543 y WD J1351+2645, también resultan verdosas, aunque más pálidas. De hecho, el verde de WD J0851+1543 es el más fiable, gracias a la mejor calidad de sus datos.
Blancas, en el fondo
No hay que pensar que el cielo está lleno de estrellas verdes. En la muestra considerada en este trabajo, formada por las 152 enanas blancas situadas a menos de unos 65 años luz, la temperatura de color mediana ronda los 6.800 K (unos 6.500 °C), un color ligeramente azulado, pero muy cerca del blanco. Como referencia, la fotosfera de nuestro Sol está a unos 5.800 K (unos 5.500 °C), y por eso es blanca.
Colores calculados para diferentes enanas blancas.M. Hollands/Universidad de Warwick
Tan solo un 3,4 % de las enanas estudiadas se aparta claramente del color del emisor perfecto (cuerpo negro) que corresponde a su temperatura. Y, finalmente, hay que señalar que la imagen habitual de enanas blancas azuladas se debe a un sesgo observacional: las estrellas más calientes son más brillantes y suelen estar sobrerrepresentadas en los catálogos estelares limitados por brillo.
El color como diagnóstico
A mi manera de ver, lo más curioso de este estudio es que el color deja de ser un adorno decorativo de las enanas blancas para convertirse en fuente de información. La tonalidad de una enana blanca revela la composición química de su atmósfera. Por ejemplo, en algunos casos, nos puede decir de qué estaba hecho el planeta o el asteroide que se tragó.
También es oportuno recordar ahora que las imágenes astronómicas, a menudo en falso color, pueden engañarnos sobre el aspecto real de los astros. Mostrar las estrellas con los colores que veríamos de verdad nos recuerda que, a veces, las imágenes astronómicas nos presentan una versión retocada de la realidad.
El trabajo de Mark Hollands y colaboradores, titulado Any colour you like: the diverse chromaticities of white dwarfs, ha sido publicado hace tan solo unos días en la revista RAS Techniques and Instruments, de la Royal Astronomical Society, y puede consultarse en este enlace].
Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España.