En la primera entrada del blog vam explicar que l'Astrofísica va nàixer quan es va descobrir la relació entre la llum emesa amb certs colors (longituds d'ona) i els àtoms que l'emetien. El que també s'anomena espectre d'un element. La paraula espectre, que podem associar a aparicions fantasmagòriques, fa referència precisament al rastre que deixa l'element en qüestió, a la seua aparició en les nostres deteccions de la llum emesa per un cos qualsevol, d'ací, o d'allà lluny.

A banda de la presència dels elements, les línies que observem ens donen informació ben valuosa, com la velocitat relativa a nosaltres de les regions emissores, o la seua distància, si parlem de fonts extragalàctiques.

De la mateixa manera que es produeix l'efecte Doppler en les ones de so, també ocorre amb els emissors de llum. Les ones electromagnètiques provinents d'un emissor que s'allunya s'estiren, 'enrogint-se'. En canvi, les d'un emissor que s'apropa s'acurten, fent-se més 'blaves'. L'origen d'aquesta nomenclatura es troba en el fet que la llum blava té una longitud d'ona menor –i major energia, que la roja en la banda visible. El concepte s'estén amb les mateixes paraules a tot l'espectre electromagnètic, encara que la radiació ja no siga blava, de l'ultraviolat enllà, ni roja, de l'infraroig enllà.

Hi ha dos aspectes fonamentals en què aquesta realitat ens pot ajudar. Pel que fa al primer, si en un cos celeste hi ha un element químic que és excitat per la radiació d'una font local, emet radiació a la longitud d'ona de la línia d'emissió corresponent. Tanmateix, si el cos s'allunya de nosaltres, aquesta radiació serà rebuda pels nostres detectors a longituds d'ona més llargues, enrogida. Així és com Edwin Hubble, per una banda, i Georges Lemaître, per l'altra, van descobrir que les emissions de les galàxies del nostre entorn s'allunyen de nosaltres, i que la seua velocitat és major com més lluny es troben. Aquests treballs es van realitzar dintre de la banda òptica de l'espectre electromagnètic.

Tres dècades després, hi havia un debat sobre la naturalesa d'uns certs objectes amb aparença estel·lar, però amb propietats espectrals –de distribució energètica de la seua emissió– impròpies de les estrelles, els quàsars. Les línies d'emissió observades en objectes com 3C 273 no corresponien a cap element conegut, ni tan sols amb un enrogiment extrem... dins de la banda visible. Va ser Maarten Schmidt qui es va adonar que les línies d'emissió detectades en aquest quàsar simplement estaven tan enrogides que realment corresponien a emissions en l'ultraviolat. La conseqüència directa és que l'emissió provenia d'una galàxia molt i molt llunyana, com en Star Wars. Ja en parlarem de l'origen i naturalesa d'aquesta radiació. Ara, però, no toca.

El segon aspecte amb què l'efecte Doppler ens ajuda és en el cas d'emissors que presenten línies deformades. Per exemple, els emissors en rotació, en què una part del gas es mou allunyant-se de l'observador, mentre que una altra s'hi apropa. En aquest cas, les línies s'eixamplen: la radiació emesa per la regió que s'apropa es desplaça cap a longituds d'ona més curtes, mentre la de la regió que s'allunya s'enrogeix. Així, la línia espectral, que hauria de ser emesa a la longitud d'ona determinada per la transició dels electrons entre nivells energètics d'àtoms o molècules, engreixa i s'estén a longituds d'ona majors i menors que la pròpia.

L'amable lector/a –amable per haver llegit fins ací i suportar aquests textos– entendrà la potencialitat que aquesta informació té pel que fa a la deducció d'allò que passa a distàncies astronòmiques de nosaltres. La llum, novament, eixa gran missatgera, transporta la informació que només cal saber llegir per revelar la realitat física darrere els espectres dels astres.