¿Cuál es el verdadero color del cielo? Cuando miramos hacia el cielo en un hermoso, soleado y despejado día de verano, vemos un cielo azul ¿Qué le da al cielo su color azul? ¿Es este realmente su color real? Michael JL Brown y Matthew Kentworthy, ambos profesores de astronomía, explican en La conversación todos los secretos de los diferentes colores de nuestro cielo.
El color del cielo: la luz del sol difusa
El color del cielo que podemos ver en un día soleado y sin nubes es en realidad luz solar dispersa. El Sol es la estrella del Sistema Solar. Produce en un solo segundo una cantidad de energía un millón de veces mayor que la que produce toda la humanidad en un año. De toda esta energía producida, la Tierra recibe alrededor de una milmillonésima parte en forma de calor y luz. Qué energía tarda unos 8 segundos en llegar a la Tierra. Recorren los 150 millones de kilómetros que nos separan del Sol.
La luz del sol que nos golpea incluye todos los colores de El arcoiris. Sin embargo, la atmósfera que envuelve la Tierra filtra y difunde estos colores mucho antes de que lleguen a nuestros ojos. En realidad, las moléculas y los átomos que componen la atmósfera de la Tierra dispersan en su mayoría colores que se encuentran en la parte casi azul del espectro visible en todas las direcciones. Este fenómeno le da al cielo su color azul. Este fenómeno se conoce como dispersión de Rayleigh.
Cuanto más viaja la luz del sol, más colores en el espectro de luz visible amortiguan el tono azul del cielo. Para darse cuenta de esto, basta mirar verticalmente al cielo azul y luego “mirar hacia abajo” hacia el horizonte.
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El color del cielo en la noche.
¿Crees que el color de un cielo nocturno sin nubes es negro? ¡No exactamente! El cielo nocturno es oscuro, pero no completamente negro. Está iluminado por la luz de las estrellas. La luz que la luna recibe del sol y que refleja hacia la tierra también la ilumina.
En medio del campo, lejos de las luces artificiales de la ciudad y en una noche sin luna, es posible distinguir el contorno de cerros y bosques. Este es un fenómeno conocido como airglow. es un fenómeno de quimioluminiscencia. Los átomos y moléculas que componen la atmósfera terrestre son los responsables de este fenómeno. Esto prueba que las noches nunca son completamente oscuras.
Esta “luz nocturna” proviene de las reacciones químicas que tienen lugar durante el día en la atmósfera superior entre las moléculas y la radiación solar. Cuando es de día, los rayos ultravioleta del sol destruyen ciertas moléculas que se encuentran en la atmósfera, por ejemplo, al romper ciertos enlaces químicos. Hay reacciones químicas que pueden ser complejas y que continúan durante la noche.
Por ejemplo, durante el día, los enlaces químicos de las moléculas de oxígeno (O2) presentes en la atmósfera superior se rompen por la luz ultravioleta del sol, liberando átomos de oxígeno inestables. Durante la noche, los átomos de oxígeno se recombinan. Forman nuevas moléculas de oxígeno que producen luz verde.
Otras emisiones de color pueden ocurrir durante la noche, dependiendo de las especies moleculares involucradas, por ejemplo, las moléculas que contienen radicales hidroxilo (OH) producen rojo y el sodio emite un color amarillo pálido.
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La luz amarilla de los átomos de sodio para ver mejor el Universo
Rayo láser destinado a crear una estrella guía artificial.
Créditos: Wikipedia
Nuestra atmósfera contiene, a una altitud de 90 a 110 km, una cantidad significativa de átomos de sodio. Proceden de los escombros que deja el paso de las estrellas fugaces. Estos atraviesan la atmósfera dejando rastros de átomos y moléculas.
Los astrónomos usan esta capa de sodio para obtener imágenes de mejor calidad del espacio y los objetos celestes. Incluso los telescopios terrestres más potentes instalados en lugares ideales para la observación, como el desierto de Atacama en Chile, están limitados por la turbulencia atmosférica que “desdibuja” las imágenes de planetas, estrellas y galaxias.
Gracias a la óptica adaptativa, los astrónomos pueden modificar en tiempo real, local y temporalmente el radio de curvatura del espejo del telescopio utilizado. Para ser eficaz, esta técnica tan poderosa requiere tener una “estrella guía”. Podría ser una estrella natural brillante. Desafortunadamente, son pocos y distantes entre sí y solo existen en ciertas partes del cielo.
Para compensar esta carencia, los astrónomos crean sus propias estrellas artificiales. Para ello, utilizan la capa de sodio a gran altura como pantalla de proyección. Dirigen un rayo láser de longitud de onda de 589 nm. Esto corresponde a la línea D2 de sodio en un punto particular del cielo nocturno. Este láser interactúa con los átomos de sodio. Genera una fluorescencia de los átomos de sodio en este punto, similar a una estrella. Este último se puede utilizar con técnicas de óptica adaptativa.
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