De qué color es el cielo de Marte?
On noviembre 21, 2021 by adminTenemos muchas imágenes de Marte pero no todas son adecuadas para responder a esta pregunta, ya que algunas están equilibradas en blanco para proporcionar un mejor contraste para la vista humana. Afortunadamente hay algunos estudios interesantes en la literatura que tratan de la cromaticidad del cielo marciano y aportan razones físicas sólidas para su aspecto.
Usando la cámara panorámica (instrumento Pancam) a bordo de los Mars Exploration Rovers Spirit y Opportunity, Bell III y sus colaboradores determinaron el color del cielo a partir de imágenes calibradas radiométricamente. Esto significa que los valores de las imágenes se han transformado en cantidades físicas (es decir, flujo o radiancia) teniendo en cuenta la respuesta espectral de la cámara y los filtros, el flujo solar entrante en la superficie de Marte y otros factores. Spirit y Opportunity informaron de cielos «negro-azulados» o «negros» en atmósferas sin polvo. Sin embargo, la mayor parte del tiempo, la atmósfera de Marte está cargada de mucho polvo, por lo que éste no es el aspecto común del cielo.
El color del cielo depende de cómo se dispersa la radiación solar del haz de luz directo que ilumina el suelo y también de cómo los haces dispersos y directos son absorbidos por las moléculas y partículas de la atmósfera. Por ejemplo, si no hubiera atmósfera, como ocurre en la Luna, se encontraría un cielo oscuro y un Sol amarillo. En la Tierra, el color azul del cielo se produce por la llamada dispersión Rayleigh por la que las moléculas, cuyo radio es menor que la longitud de onda de la radiación (aproximadamente 1/10), son más eficientes en la dispersión de la luz a longitudes de onda más cortas, siendo la sección transversal de dispersión inversamente proporcional a la potencia de cuatro de la longitud de onda.
Aunque la atmósfera de Marte es mucho más fina y la dispersión molecular es, por tanto, menos eficiente. En principio, el polvo marciano podría haber desempeñado el papel de las moléculas de nuestro aire terrestre, dispersando más eficazmente las longitudes de onda más cortas y produciendo así, en última instancia, cielos azules y atardeceres rojos como en la Tierra. Podría haber sido así, si dichas partículas hubieran actuado como dispersores perfectos, sin absorción. Sin embargo, el polvo marciano es rico en óxidos de hierro que absorben el azul y que producen justo el efecto contrario, simplemente eliminando las longitudes de onda más cortas del haz de radiación.
Los exploradores informaron de cielos «marrón amarillento oscuro» (es decir, «caramelo») para las situaciones comunes en las que queda mucho polvo suspendido en la atmósfera de Marte, pero como el polvo podría contribuir a que el cielo se perciba más azul (mediante la dispersión) o más rojo (mediante la absorción), se requiere aquí una explicación más cuidadosa. Kurt Ehlers y sus colaboradores elaboraron un estudio esclarecedor que cualquier persona familiarizada con la óptica atmosférica sabrá apreciar. Consideraron el complejo efecto del polvo de tamaño micrométrico, que absorbe el azul y se dispersa hacia delante, y demostraron que el enrojecimiento es ligeramente más eficaz, lo que da lugar a cielos «de caramelo» en «situaciones de polvo». Además, las longitudes de onda más largas (rojo) y las más cortas (azul) se dispersan en patrones muy diferentes, produciendo algunos otros efectos interesantes, como el resplandor azul que sigue al Sol en su trayectoria sobre el cielo marciano.
Según este estudio, parece haber un cielo de caramelo y el Sol en un resplandor azulado, particularmente notable durante las puestas de sol en Marte. Pero las cosas son más complejas con la percepción humana.
Como Marte está a aproximadamente 1,5 unidades astronómicas del Sol, la cantidad de luz en la superficie es aproximadamente la mitad que en nuestro planeta. En condiciones de baja iluminación, nuestros ojos cambian su sensibilidad hacia el azul porque pasamos de utilizar células «cono» sensibles al color a células «bastón» daltónicas. Esto se conoce como el efecto Purkinje. De ahí que el primer astronauta que aterrizara en Marte probablemente describiera su cielo aún más azul de lo que cabría esperar.
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