¿Por qué el Sol y la Luna se vuelven rojos al amanecer y al atardecer?
Aunque es un fenómeno muy frecuente, muchas personas se «sorprenden» cuando ven que el Sol y la Luna adquieren un color rojo intenso en el horizonte (ya sea al amanecer o al atardecer) y se preguntan por qué.
Para explicar el color rojo que adoptan el Sol y la Luna durante el amanecer y el atardecer, debemos proceder paso a paso, empezando por el Sol. En primer lugar, debemos conocer una propiedad de la luz solar y una propiedad de la atmósfera terrestre. Su combinación con una propiedad geométrica de la atmósfera produce el efecto observado.
La luz del sol
El Sol es una estrella y, como todas las estrellas, tiene una fuente interna de energía. La energía producida internamente de forma continua llega gradualmente a la superficie y posteriormente se emite desde la superficie en forma de radiación (u ondas) electromagnética.
La radiación que emite el Sol es de diferentes colores, colores que van del rojo al violeta. La radiación roja es la menos energética, la verde un poco más, la amarilla aún más, y así pasando por todos los colores hasta la radiación violeta que es la más energética.
De todos los colores que emite el Sol, el más intenso es el amarillo. De hecho, el Sol está clasificado como una estrella enana amarilla. El hecho de que el Sol emita principalmente radiación amarilla depende de la temperatura de su superficie, que ronda los 6000 grados. Las estrellas mucho más frías emiten principalmente radiación roja, las estrellas mucho más calientes emiten principalmente radiación azul.
Pero el Sol también emite radiación que el ojo humano no puede ver; emite ondas de radio (las menos energéticas), así como ondas ultravioleta (rayos UV) y ondas X (las más energéticas). Sin embargo, la mayor parte de la radiación emitida por el Sol es visible y coloreada.
Lo importante a entender es que cuando el conjunto de todos los colores emitidos por el Sol, desde el rojo al violeta, llegan a la retina del ojo simultáneamente y mezclados, el efecto es producir el color blanco.
Esta es la primera propiedad importante a tener en cuenta para comprender el fenómeno del Sol y la Luna rojos.
La atmósfera
La atmósfera que cubre la superficie terrestre está formada por aire y vapor de agua. Sabemos que el aire está compuesto principalmente de nitrógeno y oxígeno. Estos gases tienen la propiedad de absorber la radiación solar.
Sin embargo, no todos los colores de la radiación solar se absorben por igual. Los gases de la atmósfera absorben más colores más energéticos (por orden violeta, índigo, azul, verde) y progresivamente en menor medida los menos energéticos (amarillo, naranja, rojo).
Al imaginar mirar directamente al Sol (¡¡absolutamente no se debe hacer!!), los rayos provenientes de la dirección del Sol (de su disco) son absorbidos y reemitidos, pero en otra dirección, por lo que no llegan al ojo. .
El factor geométrico
En este punto, una vez que entendemos cómo se compone la luz blanca y entendemos cómo la atmósfera absorbe diferentes colores con diferente eficiencia, entra en juego el factor geométrico.
La atmósfera terrestre se puede comparar con una capa esférica de espesor constante que cubre la superficie terrestre. Sin embargo, el espesor de la atmósfera cambia según la dirección. Si miro por encima de mi cabeza (hacia el cenit), la densidad de la atmósfera es mínima. Sin embargo, si miro hacia el horizonte, el espesor de la atmósfera por la que tienen que atravesar los rayos del sol aumenta, primero lentamente y finalmente muy rápidamente, hasta alcanzar su máximo justo por encima del horizonte.
Cuando el Sol está alto en el cielo, de todos los rayos de colores que atraviesan la atmósfera, los violetas son los que más son absorbidos, luego los azules que, reemitidos en todas direcciones, tiñen el cielo de azul. Todos los demás colores, sin embargo, al ser menos absorbidos, logran llegar a la superficie y cuando se mezclan aparecen como luz blanca.
A medida que el Sol se acerca al horizonte, el espesor de la atmósfera aumenta, al igual que el nivel de absorción. Por lo tanto, en orden, la radiación violeta primero, luego la índigo, luego la azul y luego la verde se absorbe por completo; posteriormente, como aún queda atmósfera por atravesar, la verde y la naranja también son absorbidas, por lo que al final sólo queda la roja.
Por eso el Sol aparece rojo cerca del horizonte.
La luz blanca del Sol, compuesta de todos los colores, es absorbida por la atmósfera que, siendo muy espesa en el horizonte, logra absorber todos los colores, dejando sólo el rojo. El mismo fenómeno explica el color rojo de la Luna. De hecho, la Luna está iluminada por el Sol, por lo que la luz del sol reflejada por la Luna sufre el mismo fenómeno cuando la Luna está cerca del horizonte.
Seguramente algunos lectores habrán notado que lo mismo ocurre también con las estrellas cuyo color (diferente según la temperatura de su superficie) tiende a tornarse rojo cuando están cerca del horizonte.