¿Por qué no hay estrellas verdes?

Mira Orión en una noche despejada de diciembre: Betelgeuse, en el hombro, es claramente anaranjada; Rigel, en el pie, es blanco-azulada. Si recorres el cielo encontrarás estrellas rojizas, amarillentas, blancas y azuladas. Pero nunca verás una estrella verde. ¿Por qué?

El color es un termómetro

Las estrellas brillan porque están calientes, igual que la resistencia de una estufa o un hierro al rojo. Un cuerpo caliente no emite un solo color: emite todos, en proporciones que dependen solo de su temperatura. Si dibujamos cuánta luz sale en cada color obtenemos una curva con forma de joroba, la curva de Planck.

Cuanto más caliente está el objeto, más alta es la joroba y más se desplaza su máximo hacia los colores azules.

La ecuación clave

Esa relación es tan sencilla que cabe en una línea, la ley de Wien:

Dicho en palabras: la longitud de onda en la que más brilla un objeto ($\lambda_{\max}$) es igual a 2.898 milímetros dividido entre su temperatura en kelvin ($T$). Para el Sol, cuya temperatura efectiva es de 5 772 K, eso da medio micrómetro: unos 500 nanómetros, justo en el verde-azulado.

Entonces… ¿el Sol es verde?

¡Su máximo está en el verde, pero el Sol no lo es! Y aquí está la clave: la joroba de Planck es mucho más ancha que el arcoíris que pueden ver nuestros ojos. Cuando el máximo cae en el verde, la curva es casi plana a lo largo de todo el visible: la estrella emite casi tanto azul como verde y rojo. Y la mezcla de todos los colores la percibimos como blanco.

Pruébalo tú mismo. Mueve la temperatura hasta unos 5 000–6 000 K: el pico (la línea discontinua) está en el verde, pero el círculo que representa la estrella es blanco.

• Una estrella fría (3 000–4 000 K) tiene el máximo en el infrarrojo: dentro del visible, la curva sube hacia el rojo, y la vemos anaranjada o rojiza.
• Una estrella muy caliente (más de 10 000 K) tiene el máximo en el ultravioleta: la curva baja hacia el rojo y la vemos blanco-azulada.
• En medio, cuando el máximo cae en el verde, todos los colores están equilibrados: blanco.

Para que una estrella fuese verde, su luz tendría que concentrarse en el verde y tener poco rojo y poco azul. Una curva de Planck no puede tener esa forma estrecha, así que la naturaleza simplemente no fabrica estrellas verdes.

¿Y el Sol no es amarillo?

Fuera de la atmósfera, el Sol es blanco (de hecho, muy ligeramente cálido). Lo vemos amarillento, sobre todo al amanecer y al atardecer, porque el aire dispersa más la luz azul, que es la que pinta el cielo de azul. Pero eso es cosa de nuestra atmósfera, no del Sol.

¿Cómo lo sabemos?

• El espectro de las estrellas se mide. Al descomponer su luz con un prisma o una red, la cantidad de luz en cada color sigue, con buena aproximación, la curva de Planck; de la posición del máximo o de la comparación entre el azul y el rojo (el índice de color) se obtiene la temperatura. Así se sabe que Betelgeuse está a unos 3 600 K y Rigel a unos 12 000 K.
• La ley de Wien se comprueba en el laboratorio. La constante 2.898 mm·K es un valor recomendado por CODATA; el mismo que hace que un hierro pase de rojo oscuro a amarillo y luego a blanco a medida que se calienta.
• El color que ve el ojo se puede calcular. El simulador integra la curva de Planck con las funciones de respuesta del ojo humano (las curvas CIE) y pinta el resultado: a ninguna temperatura sale verde.

Para llevar

• El color de una estrella depende de su temperatura: rojizas las frías, azuladas las calientes.
• La ley de Wien dice dónde está el máximo; para el Sol cae en el verde (unos 500 nm).
• Pero la curva es tan ancha que una estrella con máximo en el verde emite de todo y se ve blanca.
• Por eso no hay estrellas verdes, y por eso el Sol, visto desde el espacio, es blanco.

¿Quieres las cuentas completas? En la lección de secundaria El cuerpo negro y el color de las estrellas calculamos con estas leyes la temperatura, la luminosidad y hasta el tamaño de Betelgeuse.