Ejnar Hertzsprung: El químico que clasificó las estrellas

Se formó como ingeniero químico, trabajó en un laboratorio de San Petersburgo y estudió fotoquímica en Leipzig. Solo entonces, como aficionado que observaba desde Frederiksberg, Ejnar Hertzsprung notó algo que ningún astrónomo profesional había registrado adecuadamente: dos estrellas podían compartir un tipo espectral —el mismo color, la misma huella de luz absorbida— y, sin embargo, diferir enormemente en brillo intrínseco. Esa observación dividió la población estelar en dos, produjo el diagrama más útil de la astrofísica y dio a los astrónomos su primera vara de medir fiable para el universo.

El aprendizaje de un aficionado

Hertzsprung nació el 8 de octubre de 1873 en Frederiksberg, Dinamarca, hijo de Severin Carl Ludvig Hertzsprung y Henriette Christiane Charlotte Frost. Su padre era astrónomo aficionado, y le transmitió su entusiasmo, aunque no inicialmente como una carrera. Hertzsprung estudió ingeniería química en el Instituto Politécnico de Copenhague, graduándose en 1898, luego pasó dos años trabajando como químico en San Petersburgo y un año más, en 1901, estudiando fotoquímica en la Universidad de Leipzig.

El desvío no fue en vano. La fotoquímica era, en esa época, la ciencia subyacente a la placa fotográfica, y la placa fotográfica era el instrumento que transformaba la astronomía de una disciplina de ocular a una cuantitativa. Hertzsprung llegó a las estrellas sabiendo ya cómo medir la luz en película.

En 1902 comenzó sus propias observaciones astronómicas en Frederiksberg, trabajando fuera del establecimiento profesional.

Gigantes y enanas

En pocos años había hecho el descubrimiento que importaba. Los astrónomos clasificaban las estrellas por tipo espectral, que corresponde a grandes rasgos a la temperatura superficial y al color. Hertzsprung notó que las estrellas que compartían un tipo espectral podían tener magnitudes absolutas muy diferentes; es decir, su verdadera luminosidad, una vez contabilizada la distancia, variaba por factores enormes.

La implicación era estructural. Si dos estrellas están igualmente calientes en la superficie pero una emite mucha más luz, la más brillante debe ser mucho más grande. La población estelar se dividió, por tanto, en gigantes y enanas. Esto no fue un refinamiento de la clasificación; fue el descubrimiento de que las estrellas pertenecen a familias físicas distintas, lo que a su vez abrió la cuestión de si esas familias representan diferentes etapas de una misma historia de vida.

El diagrama

En 1909, Hertzsprung se unió al Observatorio de Gotinga bajo Karl Schwarzschild, pasando de aficionado al centro de la astrofísica alemana. En 1911 produjo el gráfico que lleva su nombre: estrellas dispuestas por tipo espectral frente a luminosidad, basándose en el trabajo de clasificación anterior de Antonia Maury. Henry Norris Russell llegó esencialmente a la misma construcción de forma independiente, y el resultado es conocido universalmente como el diagrama de Hertzsprung-Russell.

Su poder reside en lo que revela más que en lo que registra. Las estrellas no se dispersan aleatoriamente por el gráfico; caen en una larga banda diagonal, la secuencia principal, con grupos distintos de gigantes y enanas fuera de ella. Esa estructura es la huella visible de la evolución estelar: el diagrama se convirtió en el marco maestro para explicar los tipos estelares y cómo cambian las estrellas a lo largo de sus vidas, y sigue siendo, más de un siglo después, lo primero que se enseña a leer a un estudiante de astronomía.

Cefeidas y un error costoso

En 1913, Hertzsprung se interesó por las variables cefeidas, estrellas cuyo brillo pulsa con estricta regularidad. Henrietta Leavitt había descubierto que el período de una cefeida está ligado a su luminosidad, lo que significaba que si la relación podía calibrarse con estrellas de distancia conocida, cualquier cefeida en cualquier lugar anunciaría su propia distancia por su ritmo. Era potencialmente la clave de la escala del cosmos.

Hertzsprung realizó la calibración, utilizando mediciones de paralaje para fijar las distancias a las cefeidas cercanas, y luego aplicó la relación calibrada para estimar la distancia de la Pequeña Nube de Magallanes. También cometió un error significativo, situando las estrellas diez veces más cerca; un error descrito como posiblemente un desliz de la pluma, que propagó una subestimación sistemática de un factor de diez en sus cifras de distancia. Es un recordatorio de lo estrechos que eran los márgenes en el trabajo de distancia cósmica de principios del siglo XX, donde un error aritmético podía reducir el universo en un orden de magnitud. El método en sí era sólido, y fue el método lo que perduró.

Leiden

En 1919, Hertzsprung se trasladó al Observatorio de Leiden en los Países Bajos, donde pasaría los siguientes veintisiete años, convirtiéndose en su director en 1937 y permaneciendo hasta 1946. Su matrimonio lo vinculó aún más al mundo astronómico holandés: su esposa era Henrietta Mariette Augustine Albertine Kapteijn, hija del astrónomo Jacobus Kapteyn, cuyos estudios estadísticos sobre los movimientos estelares estaban remodelando las ideas sobre la estructura de la galaxia.

En Leiden también enseñó. Entre sus estudiantes de posgrado estaba Gerard Kuiper, quien fundaría la ciencia planetaria moderna: una línea intelectual que va desde un ingeniero químico danés hasta el sistema solar exterior.

Los hábitos de observación de Hertzsprung se extendieron más allá de las estrellas. Descubrió dos asteroides, incluido el 1627 Ivar, un miembro del grupo Amor cuyas órbitas se acercan a la de la Tierra.

Reconocimiento y larga vida

Los honores llegaron constantemente en sus sesenta años. Fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1927 y galardonado con la Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica en 1929, el mayor reconocimiento de la astronomía británica. La Medalla Bruce le siguió en 1937, el año en que asumió la dirección de Leiden, y su elección a la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1941.

Murió el 21 de octubre de 1967 en Roskilde, Dinamarca, a la edad de noventa y cuatro años, habiendo vivido lo suficiente para ver cómo el diagrama que construyó en 1911 se convertía en el marco organizativo de una disciplina que apenas existía cuando empezó. Un asteroide, el 1693 Hertzsprung, y un cráter lunar llevan su nombre.