ESPARCIMIENTO RAYLEIGH (COLOR DEL CIELO, DEL SOL Y DE LA LUNA ECLIPSADA)


 

En el apartado dedicado a la formación de colores por incandescencia se ha explicado el hecho de que la luz emitida por bastantes estrellas, entre ellas, nuestro Sol es blanca. Sin embargo, como bien sabemos, no resulta blanco, sino, más bien, amarillento el color que nos muestra el Sol cuando lo observamos desde la superficie terrestre. Esto se debe a que cuando la luz solar que nos llega atraviesa la atmósfera, sufre un proceso de dispersión denominado dispersión de Rayleigh o esparcimiento Rayleigh, en honor a lord Rayleigh (1842-1919), que fue el primero en explicarlo en 1871.

 

De modo general el esparcimiento Rayleigh es la dispersión de fotones producida por partículas cuyo tamaño es mucho menor que la longitud de onda de tales fotones dispersados. Puede ocurrir cuando la luz viaja tanto por sólidos, como por fluidos transparentes, pero se ve con mayor frecuencia en los gases. Es debido a la polarización eléctrica de las partículas, ya que lo que ocurre es que el campo eléctrico oscilatorio de una onda luminosa actúa sobre las cargas de dichas partículas provocando que oscilen en la misma frecuencia. Entonces esas partículas se convierten en pequeños dipolos que radian la luz dispersada.

Globalmente este tipo de dispersión obedece a la ley: 

Según la cual la potencia irradiada en la dispersión es proporcional a la inversa de la cuarta potencia de la longitud de onda de la luz incidente. En el caso que nos ocupa, sucede que, si la atmósfera "está limpia" (sólo está actuando el ozono y las moléculas usuales de la misma), cuando la luz blanca procedente del Sol la atraviesa, sufre la dispersión Rayleigh por parte de las partículas de dicha atmósfera. Siguiendo la ley de Rayleigh, se tiene el pico de máxima intensidad de la luz solar visible que dispersa la atmósfera en el color  violeta, y el mínimo en el color rojo, tal como muestra el gráfico adjunto.

 

 

 

Como consecuencia de esto, cuando miramos de día hacia el cielo llega a nuestros ojos algo de esa luz dispersada por ella, tal como indica el esquema adjunto. Por este motivo, teniendo en cuenta que, tal como indica el gráfico anterior (situado encima de este texto), algo del resto de longitudes de onda también nos llegan (en mucho menor grado y con menor intensidad cuanto mayor es la longitud de onda), en principio deberíamos ver el cielo con una tonalidad azul. En un apartado posterior de este tema se explica con más detalle, por qué, aunque es cierto que lo vemos de un tono azul, dicho tono es, de hecho, un azul claro (cian), lo que tiene que ver con que nuestros receptores tienen una diferente sensibilidad dependiendo de cuál sea la longitud de onda de la luz que reciben.

El esparcimiento Rayleigh explica también el hecho de que cuando miramos hacia Sol lo vemos (durante la mayor parte del día) de color amarillento, ya que, como también indica el esquema anterior, entonces llega a nuestros ojos luz solar a la que se ha restado una parte de las radiaciones dispersadas por la atmósfera (de longitudes de onda menores). Al amanecer y en el ocaso el color del Sol torna a anaranjado o rojizo, porque en esos momentos la posición que ocupa con respecto a nosotros (muy cercana a la línea del horizonte) implica que la luz recibida de nuestra estrella tenga que recorrer una distancia mucho mayor para atravesar la capa atmosférica.

 

Un fenómeno similar produce las llamadas "lunas de sangre", que se pueden observar cuando ocurre un eclipse total de nuestro satélite. En un eclipse lunar total, toda la Luna pasa dentro de la parte más oscura de la sombra de la Tierra, llamada umbra, pero, a pesar de ello, podemos verla, porque parte de la luz solar que no está bloqueada por nuestro planeta se filtra por una gruesa porción de la atmósfera de la Tierra.

Tal como indica el esquema adjunto esta luz que se filtra por la atmósfera es refractada e incide sobre la superficie lunar. Como en la situación antes descrita, la luz solar que es dispersada por la capa atmosférica es azulada, la que la atraviesa es rojiza y la que devuelve la Luna suele ser entre roja y anaranjada.

 

 

 

El resultado de todo ello es brindar un acontecimiento astronómico del que podemos disfrutar si estamos atentos, ya que, en promedio, hay alrededor de dos a cuatro eclipses lunares totales por año en cualquier parte del mundo.

En el clip de video situado a la derecha de este texto (editado por la Red Climática Mundial) vemos este bonito espectáculo sobre edificios de Madrid (en 2017)

 

 

Terminamos este apartado comentando el hecho de que la denominación de este fenómeno astronómico como "lunas de sangre" se piensa que procede de un posible acontecimiento, que habría sido protagonizado por Colón en 1502 durante su último viaje a América. Lo relató uno sus colaboradores, Diego Méndez de Segura (1475-1536) en unas memorias, que reprodujo tres siglos después (en 1825) el historiador Martín Fernández de Navarrete (1765-1844) dentro el libro titulado: "Colección de los viajes y descubrimientos que hicieron por mar los españoles desde fines del siglo XV".

 

En aquella expedición hacia América (iniciada en 1502), después de algo más de un año de navegación, se habían perdido dos embarcaciones y las otras dos estaban muy deterioradas, lo que obligó a los conquistadores a quedar varados en el norte de Jamaica. Según el relato de Diego Méndez de Segura, Colón envió entonces en canoa a la isla "La Española" en busca de ayuda, a un grupo comandado por el propio Méndez de Segura. Y mientras esperaban, Colón acordó con los nativos intercambiar algunas de sus posesiones por comida. Pasaron varios meses esperando un rescate que no llegaba y la relación con los indígenas se fue deteriorando, de tal modo que entre finales de 1503 e inicios de 1504, los indígenas se amotinaron y dejaron de llevar comida a las huestes de Colón. Colón tenía muchos conocimientos de astronomía y presuntamente se aprovechó de  su capacidad para predecir que el 29 de febrero de 1504 se iba a producir un eclipse total de Luna durante el cual, el sabía nuestro satélite se vería de color rojizo. Para atemorizar a los aborígenes les presentó el acontecimiento astronómico como un castigo divino, del que los nativos no podrían escapar. Según el relato de Méndez de Segura, Colón hizo llamar a todos los caciques, les dijo que los conquistadores estaban allí "por mandato de Dios" y, también, que "Dios estaba enojado con ellos, por no darles comida, lo que les mostraría (la noche del eclipse) por señales que haría en el cielo (la Luna "sangrando").  Se dice en el libro de Fernández de Navarrete que los nativos creyeron a Colón, se fueron que muy espantados y que le prometieron que le traerían siempre de comer. Presuntamente así se salvaron Colón y sus hombres de morir de hambre, hasta que en junio de ese año finalmente llegaron los refuerzos que tanto esperaban.

 


 

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