¿Por qué las puestas de sol en Marte se ven azules? » Cienciahoy

La atmósfera marciana está dominada por partículas de polvo de gran tamaño. Estas partículas causan algo llamado ‘Mie Scattering’ que filtra la luz roja de los rayos del sol y solo deja que el azul llegue a nuestros ojos.

Una puesta de sol es una de esas maravillas del universo que toca el alma reflexiva de cada ser humano. Desde pinturas hasta poemas y hermosas fotografías, los tonos rojos que cubren el cielo al atardecer despiertan el ser introspectivo y artístico que todos llevamos dentro.

Pero si alguna vez planeas visitar Marte y deseas terminar tu primer día en el orbe rojo viendo una hermosa puesta de sol, te sorprenderás.

Porque, a diferencia de la tierra, la puesta de sol en marte no está adornada con los ricos tonos de rojo.

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El atardecer marciano (Crédito de la foto: pixabay)

Esta impresionante imagen de la puesta de sol marciana fue capturada por el Spirit Rover de la NASA en 2005. La imagen muestra un sol blanco azulado rodeado por un halo de tinte azul, que es muy diferente al de la Tierra.

Los cielos de la tierra y marte tienen una relación fascinante. Nuestro planeta azul pálido tiene un cielo predominantemente azul que se abre paso a rojo anaranjado al amanecer y al atardecer.

Coincidentemente, Marte, el planeta rojo, tiene un cielo diurno de color marrón anaranjado que se transforma suavemente en una paleta azulada al atardecer. El mismo sol brilla en ambos planetas, entonces ¿por qué sus colores son tan diferentes?

El atardecer marciano

Marte está mucho más lejos del sol que la tierra. Por lo tanto, cuando se ve desde Marte, el sol parece más pequeño y más débil.

De acuerdo con los datos recopilados por varios rovers de Marte, el sol tiene un tono blanco azulado cuando se ve desde Marte. Además, durante la puesta del sol, el sol parece estar rodeado por un aura de luz azul que se desvanece y se mezcla con el cielo marciano gris rojizo.

Pero, ¿qué causa esto? El secreto está en la atmósfera marciana.

¿Cómo afecta la atmósfera a la luz del sol?

El sol emite un espectro de radiación electromagnética que va desde rayos gamma de alta frecuencia hasta ondas de radio de baja frecuencia. Nuestros ojos pueden detectar una parte de esta radiación llamada espectro visible.

Este espectro visible, que generalmente definimos como ‘luz blanca’, se compone además de siete longitudes de onda diferentes que todos conocemos por el famoso acrónimo VIBGYOR.

Espectro electromagnético (Crédito de la foto: gstraub/Shutterstock)

En resumen, la misma radiación electromagnética llega a distintos planetas con distinta intensidad.

Pero el color del cielo y del sol en cada planeta es totalmente diferente.

Esto se debe a que, además de la propia luz del sol, los colores que vemos dependen de otra cosa: el medio por el que pasa.

La luz interactúa de manera diferente con diferentes partículas. Cuando se encuentra con una partícula, la luz puede absorberse, reflejarse o dispersarse. La medida en que esto sucede depende de la naturaleza de la partícula con la que interactúa. Algunas partículas tienden a dispersarse más de las longitudes de onda rojas más largas, mientras que otras optan por las ondas azules más cortas. Por lo tanto, algunas longitudes de onda se eliminan durante la propagación de la luz y el color resultante que vemos varía en consecuencia.

Por ejemplo, en el espacio exterior donde no hay partículas que dispersen o absorban la luz, el sol aparece blanco.

ilustración de la física, el cielo se ve azul, en comparación con otros colores, la luz azul tiene una longitud de onda más corta y rebota con más fuerza en las moléculas de aire, dispersándose en todas las direcciones

Dispersión de luz en la atmósfera de la Tierra (Crédito de la foto: Nasky/Shutterstock)

¿Por qué los atardeceres en la tierra se ven rojos? Esto se debe a algo llamado la dispersión de Rayleigh. Esto ocurre cuando el tamaño de las partículas es muy pequeño en comparación con la longitud de onda de la luz.

Las diminutas moléculas de nitrógeno y oxígeno presentes en la atmósfera terrestre dispersan las longitudes de onda azules y, cuando la luz llega a nuestros ojos, solo queda el rojo.

Entonces, para entender por qué las puestas de sol marcianas son azules, primero debemos inspeccionar la composición de la atmósfera marciana.

La atmósfera marciana

La atmósfera de Marte es casi 80 veces menos densa que la de la Tierra. La delgada atmósfera de Marte está compuesta por un 95 % de dióxido de carbono, un 3 % de nitrógeno, un 1,6 % de argón y menos del 1 % de oxígeno. Pero algo más domina la atmósfera marciana; partículas de polvo. La superficie de Marte está cubierta por partículas de polvo de zeolita, hematita, olivino y magnetita; y estas partículas son los principales factores responsables de las puestas de sol azules en Marte.

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Una impresión artística del paisaje marciano (Crédito de la foto: Jurik Peter/Shutterstock)

Como hemos discutido anteriormente, la dispersión de la luz depende del tamaño de las partículas. Las partículas más pequeñas de la atmósfera terrestre favorecen la dispersión de Rayleigh. Pero la situación en Marte es diferente. Las partículas de polvo suspendidas en su atmósfera tienen tamaños que van desde los 400 a los 700 nm, que es casi igual a la longitud de onda de la luz visible; por lo tanto, estas partículas no pueden sufrir la dispersión de Rayleigh. En cambio, siguen un fenómeno óptico diferente; Él Dispersión de Mie.

Dispersión de Mie

La dispersión de Mie es el tipo predominante de dispersión en partículas más grandes. A diferencia de la dispersión de Rayleigh, no dependen mucho de la longitud de onda. En cambio, esta dispersión depende más de la dirección de los rayos. Aquí, la dispersión de la luz ocurre más en el dirección de avance en comparación con la dispersión lateral o hacia atrás.

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La dispersión de Mie es predominante en la dirección de avance, es decir, en la dirección del rayo entrante. (Crédito de la foto: Wikimedia Commons)

En general, se dice que la dispersión de Mie dispersa las luces de todas las longitudes de onda por igual. Pero dependiendo del tamaño de las partículas presentes y la dirección de los rayos incidentes, la longitud de onda que principalmente dispersan varía. Por ejemplo, las partículas de polvo en la atmósfera marciana dispersan más la luz roja que la luz azul. Esto, junto con la presencia de una abundante cantidad de óxido de hierro de color rojo, es la razón por la que el cielo marciano se ve rojo.

La ciencia detrás del atardecer azul

Cuando analizamos la puesta de sol marciana, notamos dos características. Uno es el disco azulado del sol. Dos, el halo azul que se desvanece alrededor del sol. ¿Por qué ocurren estos?

¿Por qué el disco del Sol aparece azul?

El sol, visto desde Marte, se ve azul porque la atmósfera marciana filtra las longitudes de onda más rojas. El tamaño del polvo en Marte es perfecto para dispersar la luz roja y, por lo tanto, estas partículas dispersan las longitudes de onda rojas más que las azules.

Dado que la luz del sol viaja la distancia más larga durante el amanecer y el atardecer, en el momento en que cubre su camino largo, la luz roja se extingue y todo lo que queda son las longitudes de onda cortas y azules. Se llama extinción selectiva de longitud de onday es lo que hace que el sol parezca azulado.

En palabras simples, piense en la atmósfera como un filtro para la luz del sol. La atmósfera terrestre es buena para filtrar la luz azul y dejar entrar la luz roja, mientras que la atmósfera marciana es mejor para filtrar la luz roja y dejar entrar la azul.

¿Qué causa el halo azul alrededor del sol?

El fascinante resplandor azul alrededor del sol no puede explicarse simplemente afirmando la extinción selectiva de la longitud de onda; aquí, el patrón de dispersión también es significativo. Como se mencionó anteriormente, la dispersión de Mie depende en gran medida de la dirección de los rayos de luz y es más predominante en la dirección hacia adelante.

Por lo tanto, al atravesar la atmósfera marciana, la mayor parte de la luz se dispersará hacia adelante en ángulos pequeños. Como resultado, en lugar de presenciar un tinte azul que se extiende por todo el horizonte, vemos más un halo azul pequeño y concentrado alrededor del sol.

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Dispersión de Rayleigh frente a dispersión de Mie) (Etiquete las tres figuras como: a- Dispersión de Rayleigh, b- Dispersión de Mie intermedia, c- Dispersión de Mie completa (Crédito de la foto: Wikimedia Commons)

Además, el patrón de dispersión es diferente para diferentes colores. En la dirección de avance, la intensidad de la luz azul es casi seis veces mayor que la del rojo. Es por eso que vemos un tono azul más brillante más cerca del sol. La intensidad máxima de la luz azul se observa en un ángulo de dispersión de 10o. Posteriormente, a medida que aumenta el ángulo de dispersión, el dominio de las longitudes de onda azules comienza a disminuir. Más allá de un ángulo de dispersión de 28o, la intensidad de las longitudes de onda rojizas se vuelve más dominante y, como resultado, el brillo azulado se desvanece lentamente en el cielo gris rojizo de Marte.

En pocas palabras, el color azulado del sol se debe a la extinción selectiva de la longitud de onda, y el halo azul es el resultado de la dispersión angular de la luz solar debido a la dispersión de Mie.

¿Podemos presenciar un atardecer azul en la Tierra?

Ahora, si estás abatido pensando que tu única esperanza de presenciar una puesta de sol azul es hacer un viaje a Marte, te espera otra sorpresa. Ocasionalmente, también se han observado puestas de sol azules en nuestro propio planeta. En 1883, luego de la erupción del volcán Krakatoa, los lugareños informaron que el sol y la luna en la región aparecieron azules durante más de un mes.

Casi al mismo tiempo, un obispo en Hawái, llamado Reverendo Sereno, informó haber presenciado un halo azulado alrededor del sol rodeado por un anillo marrón. Este fenómeno, causado por las partículas de polvo volcánico de gran tamaño arrojadas a la atmósfera después de la erupción, ha sido llamado “El Anillo del Obispo” en honor al Reverendo que lo describió por primera vez.

Además de las erupciones volcánicas, rara vez se han reportado puestas de sol azules en los desiertos de Arabia, donde las tormentas de polvo son frecuentes. A veces, los incendios forestales también pueden provocar un cielo rojo y puestas de sol azules.

Conclusión

Además de todos los demás factores mencionados anteriormente, el color de la puesta de sol marciana depende en gran medida de algo más, ¡nuestros ojos! El verdadero color de la puesta de sol marciana solo se puede describir una vez que ha sido percibido por un ser humano. Hasta entonces, tenemos que contentarnos con las imágenes enviadas por nuestros rovers de Marte o esperar a ver las puestas de sol azules terrestres que ocurren ‘una vez en una luna azul’.

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