Espejismo de objetos astronómicos

Un espejismo de un objeto astronómico es un fenómeno óptico meteorológico en el que los rayos de luz se desvían, produciendo imágenes distorsionadas o múltiples del objeto . Estos espejismos pueden observarse en objetos celestes como el Sol , la Luna , los planetas , las estrellas brillantes y los cometas muy brillantes . Los más comunes son los espejismos al amanecer y al atardecer .

Los espejismos se distinguen de otros fenómenos causados ​​por la refracción atmosférica . Una de las características más destacadas de los espejismos es que solo producen imágenes en vertical , no en horizontal, mientras que una simple refracción puede distorsionar y curvar las imágenes en cualquier dirección.

La distorsión en ambas imágenes mostradas en esta sección se debe a la refracción , pero mientras que la imagen de la izquierda, que es un espejismo, muestra únicamente distorsión vertical, la imagen de la derecha muestra distorsión en todas las direcciones posibles. Es más fácil apreciar la dirección vertical del espejismo no en el propio espejismo del Sol , sino en el de una mancha solar . De hecho, se trata de un espejismo de al menos tres imágenes de una mancha solar, y todas ellas muestran una clara dirección vertical.

El espejismo inferior de objetos astronómicos es el más común. Ocurre cuando la superficie de la Tierra o de los océanos genera una capa de aire caliente de menor densidad justo en la superficie. En el espejismo inferior se observan dos imágenes: una invertida y otra derecha. Ambas están desplazadas respecto a la dirección geométrica del objeto real. Mientras la imagen derecha se pone, la imagen invertida parece ascender desde la superficie.

Las formas de los espejismos inferiores, tanto al atardecer como al amanecer, permanecen iguales para todos ellos. Una forma muy conocida, el jarrón etrusco, fue nombrada por Julio Verne . ^{[ 1 ]} A medida que avanza la puesta de sol, la forma del jarrón etrusco cambia lentamente; el tallo del jarrón se acorta hasta que el Sol real y el espejismo crean una nueva forma: la letra griega omega Ω . El espejismo inferior recibió su nombre porque la imagen invertida aparece debajo de la imagen erguida. ^{[ 2 ]}

Así describe Julio Verne una puesta de sol de espejismo inferior . ^{[ 1 ]}

Todas las miradas se dirigieron de nuevo hacia el oeste. El sol parecía descender con mayor rapidez al acercarse al mar; proyectó una larga estela de luz deslumbrante sobre la superficie temblorosa del agua; su disco pronto cambió de un tono dorado antiguo a un rojo intenso y, a través de sus ojos entrecerrados, pareció brillar con todos los matices de un caleidoscopio. Débiles líneas ondulantes surcaban la estela temblorosa de luz sobre la superficie del agua, como una masa brillante de gemas relucientes. No se veía ni el más mínimo rastro de nubes, bruma o niebla a lo largo de todo el horizonte, que estaba tan claramente definido como una línea negra trazada sobre papel blanco. Inmóviles y con intensa emoción, observaron el globo de fuego mientras se hundía cada vez más cerca del horizonte y, por un instante, quedó suspendido sobre el abismo. Entonces, por la refracción de los rayos, su disco pareció cambiar hasta parecer un jarrón etrusco, con los lados abultados, flotando sobre el agua.

En raras ocasiones , pueden observarse espejismos de objetos astronómicos distintos del Sol y la Luna . La magnitud aparente de un objeto astronómico debe ser lo suficientemente baja (es decir, lo suficientemente brillante) para que pueda percibirse no solo como un objeto real, sino también como un espejismo.

Un espejismo simulado de objetos astronómicos es mucho más complejo que un espejismo inferior. Mientras que un espejismo inferior de objetos astronómicos solo puede producir dos imágenes, un espejismo simulado puede producir múltiples imágenes espejadas. Las formas del objeto espejado cambian de forma constante e impredecible. Para que aparezca un espejismo simulado, el aire más frío debe quedar atrapado debajo de la inversión. Varias capas de inversión producen múltiples formas planas. ^{[ 3 ]}

Es posible que la anomalía solar mencionada en el Libro de Josué haya sido un ejemplo de un espejismo simulado. ^{[ 4 ]} En ese relato, Josué lanzó un ataque sorpresa contra los amorreos tras una marcha nocturna, lo que provocó que los amorreos entraran en pánico y huyeran hasta Bet-horón , pero no encontraron allí un refugio seguro. «...fueron más los que murieron con las piedras de granizo que los que los hijos de Israel mataron a espada». ^{[ 5 ]} Las piedras de granizo son un fenómeno raro en los desiertos y constituyen una buena condición previa para la creación de un espejismo simulado/superior de la puesta de sol . El espejismo inferior es el más común en los desiertos . Cuando los israelitas pasaron de un desierto cálido a un desierto cubierto de granizo para luchar contra los amorreos, las capas de inversión podrían haber creado un espejismo simulado de la puesta de sol. Para los israelitas, el sol habría parecido entonces inmóvil. ^{[ 4 ]} Se cita un poema del Libro de Jaser , que afirma que el Sol se detuvo en Gabaón y la Luna en el valle de Ajalón, para que Josué pudiera completar la batalla. ^{[ 6 ]}

10.12 Entonces Josué habló al SEÑOR el día en que el SEÑOR entregó a los amorreos en manos de los hijos de Israel; y dijo en presencia de Israel: «Sol, detente sobre Gabaón; y tú, Luna, en el valle de Ajalón». 10.13 Y el sol se detuvo, y la luna se paró, hasta que la nación se hubo vengado de sus enemigos. ¿No está esto escrito en el libro de Jaser? Y el sol se detuvo en medio del cielo, y no se apresuró a ponerse durante casi un día entero. ^{[ 6 ]}

Debido a la refracción atmosférica normal , el amanecer ocurre poco antes de que el Sol cruce el horizonte. La luz solar se desvía, o refracta, al entrar en la atmósfera terrestre. Este efecto provoca que el amanecer aparente sea anterior al amanecer real. De manera similar, el atardecer aparente ocurre un poco más tarde que el atardecer real.

En condiciones atmosféricas normales, el Sol, tanto al amanecer como al atardecer, parece estar aproximadamente medio grado por encima de su posición geométrica. Sin embargo, en ocasiones, circunstancias atmosféricas muy inusuales pueden hacer que sea visible cuando en realidad se encuentra entre dos y cinco grados por debajo del horizonte. Este fenómeno se conoce como el efecto Novaya Zemlya , ya que se observó por primera vez en Novaya Zemlya , donde el Sol fue visto cuando, según los cálculos astronómicos, debería haber estado dos grados por debajo del horizonte.

Sin embargo, debido a las variaciones en la presión atmosférica, la humedad relativa y otras magnitudes, no es posible predecir con exactitud los efectos de la refracción atmosférica sobre la hora del amanecer y del atardecer. Cabe señalar también que este posible error aumenta con latitudes más altas (más cerca de los polos). ^{[ 7 ]}

Novaya Zemlya es una región polar de Rusia . El efecto Novaya Zemlya es un espejismo causado por la alta refracción de la luz solar entre las termoclinas atmosféricas . Este efecto da la impresión de que el sol sale antes de lo que debería o se pone más tarde de lo que debería.

Fridtjof Nansen escribió ^{[ 8 ] [ 9 ]}

El espejismo era al principio como una franja roja brillante y aplanada en el horizonte; luego aparecieron dos franjas, una encima de la otra, con un espacio oscuro entre ellas; y desde la cima pude ver cuatro, o incluso cinco, de esas líneas horizontales directamente superpuestas, todas de igual longitud; como si uno pudiera imaginar un sol cuadrado de color rojo apagado con franjas oscuras horizontales que lo atraviesan. Una observación astronómica que realizamos por la tarde mostró que el sol debía estar en realidad a 2° 22' por debajo del horizonte al mediodía; no podemos esperar ver su disco sobre el hielo antes del martes, como muy pronto; depende de la refracción, que es muy fuerte en este aire frío.

Es posible observar el efecto Novaya Zemlya en cualquier lugar donde las variaciones de temperatura sean lo suficientemente grandes como para producir una alta refracción .

El destello verde es un fenómeno óptico poco común que ocurre durante o poco después de la puesta y durante o antes de la salida de un objeto astronómico brillante , cuando se observa un punto verde durante un breve período de tiempo sobre un espejismo de dicho objeto o su punto de puesta/salida. Los destellos verdes se intensifican por las inversiones atmosféricas , que aumentan el gradiente de densidad en la atmósfera y, por lo tanto, incrementan la refracción. En otras palabras, para ver un destello verde debe haber un espejismo presente. ^{[ 10 ]}

Julio Verne describió un destello verde. ^{[ 1 ] [ 11 ]}

...será verde, pero un verde maravilloso, un verde que ningún artista podría jamás obtener en su paleta, un verde que ni los variados matices de la vegetación ni las sombras del mar más límpido podrían igualar  . Si hay verde en el Paraíso, no puede ser sino de este tono, que sin duda es el verdadero verde de la Esperanza  .

Muchos tienden a creer que ver un destello verde trae buena suerte. ^{[ 12 ]}

Historias se cuentan, por marineros de antaño, que buscaban más que costas lejanas. Cuando miréis al mar, estad alerta, y por casualidad podríais ver más. Al atardecer , cuando el día termina, mientras atáis las cuerdas. Donde el mar se encuentra con el cielo, mantened los ojos atentos al místico destello verde. Si la suerte está ahí y capta vuestra mirada, vuestra fortuna se convierte en mi compañera. El cielo nocturno es rojo, navegación tranquila por delante, una vida encantada es vuestro destino. Tan seguro como Neptuno guía las mareas del océano, donde sus delfines saltan y chapotean. Días favorables esperan a aquellos que contemplan el místico destello verde.

Los destellos verdes pueden observarse desde cualquier lugar con un horizonte bajo . Los desiertos , los océanos y las plataformas de hielo son probablemente los mejores lugares para observar espejismos y, por lo tanto, destellos verdes. Es más fácil no perderse un destello verde durante la puesta de sol que durante el amanecer . Esto es especialmente cierto en el caso de un destello verde de espejismo inferior, cuando el momento debe ser el adecuado para capturarlo al amanecer. ^{[ 13 ]}

Pude ver el sol brillar bajo el horizonte lejano. Luego, durante lo que pareció una fracción de segundo, el destello verde inundó el desierto como un heliógrafo alienígena . Un instante después, el cielo se iluminó con la magnificencia instantánea del sol, con su calor repentino.

De la observación anterior se desprende claramente que el autor observó un destello verde de espejismo inferior, cuando la superficie mucho más cálida del desierto , con la ayuda del sol naciente, luchaba contra el aire fresco de la mañana, produciendo en el proceso un destello verde, uno de los grandes espectáculos de la naturaleza.

También se puede observar un destello verde con la Luna saliendo o poniéndose.

En las condiciones adecuadas, es común observar múltiples destellos verdes durante una puesta de sol simulada. Algunos afirman haber visto un destello verde proveniente de Venus . Esto podría ser cierto, pero también podría tratarse de una confusión entre el color del planeta poniente o naciente y un destello verde real, producto de un espejismo . ^{[ 14 ]}

Cuando un objeto astronómico se pone o sale, la luz que emite viaja a través de la atmósfera , que actúa como un prisma que la separa en diferentes colores. El color del borde superior de un objeto astronómico puede variar de azul a verde o violeta, dependiendo de la disminución de la concentración de contaminantes a medida que se dispersan por un volumen creciente de atmósfera. ^{[ 15 ]} El borde inferior de un objeto astronómico siempre es rojo.

El borde verde es muy delgado y es difícil o imposible de ver a simple vista . En condiciones normales, el borde verde de un objeto astronómico se vuelve más tenue cuando este se encuentra muy bajo sobre el horizonte debido al enrojecimiento atmosférico, ^{[ 16 ]} pero a veces las condiciones son adecuadas para ver un borde verde justo por encima del horizonte.

La siguiente cita describe probablemente la observación más larga de un borde verde, que a veces podría haber sido un destello verde. Miembros del grupo de Richard E. Byrd de la base de exploración de Little America vieron el fenómeno intermitentemente durante 35 minutos ^{(¿fuente para 30 versus 35 minutos?)} .

VISTO DURANTE MEDIA HORA Hubo una avalancha hacia la superficie y, al dirigir la mirada hacia el sur, vieron un pequeño pero brillante punto verde donde el último rayo del borde superior del sol pendía sobre el horizonte. Duró un tiempo considerable, al menos varios segundos, y tan pronto como desapareció, volvió a aparecer. En total, permaneció en el horizonte con breves interrupciones durante treinta y cinco minutos. Cuando desapareció momentáneamente, pareció haber sido interrumpido por un pequeño chorro, una irregularidad en el horizonte causada por la superficie de la barrera. Incluso moviendo la cabeza unos centímetros hacia arriba, desaparecía y reaparecía, y después de que finalmente desapareció de la vista, podía ser recapturado subiendo los primeros escalones del poste de la antanea [ sic ] .

A menudo, el borde verde del sol poniente se transforma en un destello verde y luego vuelve a ser un borde verde durante la misma puesta de sol. La imagen de la derecha podría ilustrar con precisión lo que los miembros del grupo de Byrd de la base de Little America pudieron haber visto. ^{[ 9 ] [ 17 ]}

Sin embargo, para ver un borde verde y un destello verde intermitente durante 35 minutos, debió haber algún grado de espejismo presente.

Un borde verde está presente en cada puesta de sol, pero es demasiado delgado para ser visto a simple vista . El mejor momento para observar el borde verde es unos 10 minutos antes de la puesta de sol. ^{[ 16 ]} Sin embargo, el disco solar es demasiado brillante en ese momento para usar aumento , como binoculares o telescopios , para mirar directamente al Sol. Por supuesto, una imagen de telescopio o binoculares se puede proyectar en una hoja de papel para su visualización. Cuando el Sol se acerca al horizonte, el borde verde se vuelve más tenue debido al enrojecimiento atmosférico. ^{[ 16 ]} Aunque un borde verde está presente en cada puesta de sol, y un destello verde es raro porque requiere la presencia de un espejismo, en realidad es más común que las personas hayan visto un destello verde que un borde verde.

La imagen compuesta de la izquierda está formada por cinco fotogramas de diferentes puestas de sol . Ninguna de las imágenes es un espejismo. Los fotogramas n.° 1 y n.° 2 podrían engañar incluso a un observador muy experimentado. Parecen un falso espejismo de la puesta de sol , pero no lo son. Los fotogramas n.° 3 y n.° 4 claramente no son un espejismo. El fotograma n.° 5 no es un espejismo ni siquiera una mancha solar ; es una araña con el Sol de fondo. Las extrañas formas del Sol en esta imagen compuesta se deben a la niebla volcánica y las nubes .

Numerosos efectos atmosféricos , como la niebla volcánica , las nubes , el humo , el esmog y otros, pueden generar una apariencia de espejismo en un objeto astronómico . Los destellos de lente y las imágenes fantasma también pueden ser responsables de un falso espejismo o un falso destello verde .

• Lente gravitacional , que se cree que causa una imagen duplicada similar de las galaxias.
• Refracción
• Refracción atmosférica
• Fenómenos de refracción similares y de aproximación

• Explicación de todo tipo de espejismos : la página de Andrew T. Young con explicaciones y simulaciones exhaustivas.
• Una página de Green Flash , la página de Andrew T. Young con explicaciones y simulaciones exhaustivas.
• Destello verde: Óptica atmosférica , explicaciones y galería de imágenes, sitio web de Óptica Atmosférica de Les Cowley.

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