Astrofísica

    La astrofísica estudia la estructura y las propiedades de los objetos cósmicos.

    La astrofísica es una rama de la astronomía que se dedica al estudio de las propiedades y la estructura de los objetos cósmicos, sus agrupaciones y el Universo en su conjunto. En este sentido se encuentra estrechamente relacionada con la cosmología, que trata sobre el origen y evolución del Universo y de las leyes físicas que rigen en la naturaleza.

    Podría decirse que la astrofísica se dedica, dentro de la astronomía, a la comprensión y exposición de la física del Universo. En ello se incluyen tanto las propiedades físicas de los cuerpos celestes como las interacciones de los mismos. El objeto de estudio de esta disciplina son las estrellas y sus sistemas planetarios, las galaxias, los cúmulos galácticos y el medio interestelar e intergaláctico. Algunas de las principales magnitudes físicas que forman parte de su campo de interés son la distancia, la densidad, la luminosidad y la composición química de estos objetos, además de sus relaciones mutuas.

    Para sus estudios, la astrofísica debe abordarse como un ámbito interdisciplinar del conocimiento. Cubre, entre otros, las leyes de la mecánica, la termodinámica, el electromagnetismo, la física de partículas, atómica y nuclear, y la mecánica estadística. Como marco de referencia general recurre además a los dos pilares esenciales de la física contemporánea: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad general.

    Una de las peculiaridades de la astrofísica, como también de la astronomía, es que se trata de una disciplina científica observable, pero no empírica. Según el método científico, las teorías e hipótesis han de convalidarse por medio de experimentos reproducibles que demuestren su validez y su grado de universalidad. En el dominio de la astrofísica, dichos experimentos no son posibles, por lo que es preciso recurrir a la observación de fenómenos semejantes en distintos lugares del firmamento para poder extrapolar leyes generales.

    Por otra parte, con la excepción de los cuerpos planetarios del Sistema Solar a los que ha podido tenerse acceso directo en misiones espaciales interplanetarias, el elemento de trabajo esencial, y casi exclusivo, de la astrofísica es la radiación electromagnética y otros tipos de ondas que se reciben de la bóveda celeste. Telescopios ópticos, radiotelescopios y telescopios espaciales en órbita constituyen algunos de sus instrumentos más importantes.

    El otro conjunto básico de instrumentación consiste básicamente en detectores de radiación. Desde hace más de un siglo se ha utilizado la fotografía como elemento auxiliar de estudio astronómico. Además de su alto poder de resolución, las fotografías del firmamento tienen un alto valor como medio de archivo y fijación de las observaciones. En las últimas décadas, su uso se ha visto favorecido por el desarrollo de la fotografía digital (con dispositivos de acoplamiento de carga, CCD) y por su asociación con técnicas informáticas de barrido y tratamiento gráfico.

    Otra herramienta básica de la astrofísica es el análisis espectral. Es sabido, por las leyes de la óptica, que los distintos materiales emiten y absorben las radiaciones luminosas a frecuencias específicas que permiten identificarlos mediante un estudio espectrométrico. La observación y el registro de los espectros de absorción y emisión que llegan de los objetos celestes permiten deducir su composición, por las líneas predominantes del espectro, y otras características como su distancia y patrones de movimiento, por el fenómeno conocido como efecto Doppler.

    Por otra parte, el uso de instrumentos de alta tecnología hace posible extender los límites de la percepción científica. Mientras el ojo humano, y los telescopios ópticos, reduce su campo perceptivo a las frecuencias de la luz visible, el instrumental científico manejado en la astrofísica faculta para recoger informaciones sobre la radiación electromagnética en todas las regiones de su espectro, desde las ondas de radio, rayos X e infrarrojo hasta el ultravioleta y los rayos gamma de altas energías.