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Il colore della luce emessa da una stella è un indizio diretto della sua temperatura superficiale. Le stelle più calde producono fotoni con energie più elevate, che spostano il picco della loro emissione verso l’estremità blu dello spettro. Le stelle più fredde raggiungono il picco nel rosso o nell'infrarosso. Poiché i nostri occhi percepiscono una miscela di tutti i colori come bianchi, la maggior parte delle stelle appare biancastra a occhio nudo, anche se i loro spettri contengono picchi distinti.
In fisica, un corpo nero è un oggetto idealizzato che assorbe tutta la radiazione incidente e riemette energia esclusivamente in base alla sua temperatura, seguendo la legge di Planck. Le stelle non sono corpi neri perfetti, ma sono abbastanza vicini da poter far corrispondere le loro distribuzioni di energia spettrale a una curva di corpo nero, consentendo agli astronomi di dedurre una temperatura effettiva precisa.
Poiché la lunghezza d’onda di picco dell’emissione determina la temperatura, gli astronomi isolano bande di colore specifiche utilizzando filtri ottici. Misurando l'intensità, ad esempio, nei filtri blu (B) e rosso (R) e confrontando i loro rapporti, possono individuare il picco dello spettro della stella e calcolarne la temperatura con elevata precisione.
Determinare la temperatura di un pianeta è più complesso. L’atmosfera di un pianeta, l’albedo superficiale e l’effetto serra possono alterare in modo significativo il bilancio energetico. Gli astronomi modellano questi fattori (flusso stellare, distanza orbitale, proprietà riflettenti, composizione atmosferica e rotazione) per stimare la temperatura di equilibrio del pianeta e, ove possibile, la sua temperatura superficiale effettiva.
Conoscere le temperature di stelle e pianeti ci informa sulla loro composizione, evoluzione e potenziale abitabilità. Ci consente inoltre di testare la fisica fondamentale in condizioni estreme impossibili da ricreare sulla Terra.
