Colores en la noche

Luna vestida de un glorioso manto de nubes teñidas de color. Es un fenómeno relativamente frecuente, cuando nubes suficientemente tenues cruzan delante de la Luna. Se llama corona, y ocurre por difracción en las gotas de agua de la nube. Puede ver otra versión de este mismo fenómeno en este mismo blog en la forma de coronas en la niebla.

Antes de entrar en detalles pido admirar la distribución de colores, azul metálico en la parte central en torno a la Luna, y rojizo en la parte más externa. Busque por sí mismo el fenómeno cualquier noche o madrugada,  y quédese maravillado con los colores a los que ninguna de estas fotos hace realmente justicia. 

La difracción es un fenómeno común que ocurre cuando la luz atraviesa aberturas u obstáculos relativamente pequeños, como las gotas de agua de las nubes. Viene a ser lo que ocurre apretar un globo, sin llegar a romperlo. El globo se contrae, disminuye su tamaño, en la dirección que apretamos a costa de extenderse y aumentar su tamaño en la otra dirección. En nuestro caso si apretamos la luz en el espacio de posiciones, el espacio en que nos movemos, haciéndola pasar por una agujerito, la luz responde aumentando el tamaño que ocupa en el espacio de direcciones de propagación, es decir, que va a moverse en nuevas direcciones que no tenía antes. Por ello, gracias a la difracción llegará a sitios a los que no hubiera llegado sin el agujerito, desparramándose podríamos decir. 

Algo similar pasa cuando tiramos una piedra a un estanque de aguas tranquilas. Al principio la oscilación está en un único punto de la superficie, el mínimo tamaño espacial, allí donde ha caído la piedra. Pero inmediatamente la onda se propaga en todas las direcciones, que es el máximo de direcciones de propagación posibles. Lo que empezó localizado acaba desparramado por todo el estanque. Ese desparrame de la luz es la que forma la corona. 

Y como el desparrame depende del color la corona es coloreada [porque para la luz algo es grande o pequeño siempre en relación con su longitud de onda λ, versión técnica del color]. El rojo tiene longitud de onda de las más grandes y el azul de las más pequeñitas. Para el rojo, pasar por la gota supone una estrechez espacial mayor que para el azul, y por ello se desparrama más, se va más lejos, y deja la parte central para el azul, que se desparrama menos porque para él la gota no es tan pequeña. 

En la siguiente imagen, un poco movida el cielo parece encendido.

 

Es posible hacer números con el fenómeno, y una relación muy socorrida es Θ= 2.5 λ/D, donde Θ es el ángulo en radianes que subtiende la corona para el color λ, y D el diámetro de la abertura-obstáculo difractante, la gota de agua. En nuestro caso todo es muy sencillo porque la propia Luna nos da una regla de ángulos, ya que subtiende medio grado de arco, es decir unos 0.009 radianes. Digamos que de extremo a extremo la corona roja son 10 Lunas, es decir, 0.09 radianes. Si ponemos una la longitud de onda demoníaca para el rojo, 666 nanómetros, nos da para el diámetro de las gotas D un valor de unas 20 micras, es decir 0.02 milímetros. 

No lo hemos hecho nada mal, si echamos un vistazo por internet  la gota típica de una nube es de unos 0,02 mm.

Un par más de imágenes del mismo fenómeno tomadas las dos el mismo día. Aunque como muestra la segunda la luna estaba de cuarto creciente en la primera imagen parece luna llena, como efecto de la sobreexposición para captar mejor los anillos de colores de difracción, que se muestran en todo su esplendor.