Las observaciones desde el espacio han confirmado hace mucho tiempo lo que las mediciones de laboratorio de los espectros estelares sugirieron por primera vez hace décadas.El Sol emite radiación a través del espectro visible en proporciones que registran al ojo humano como luz blanca.Este hecho se encuentra dentro de una historia más larga de la investigación de cómo las atmósferas modifican la luz que llega a las superficies planetarias.
La gente a menudo describe el Sol como amarillo porque es el color que toma para los observadores en el suelo durante la mayor parte del día. Las representaciones culturales refuerzan la impresión: los dibujos de los niños, los símbolos meteorológicos y las banderas nacionales lo hacen de forma rutinaria.Los astrónomos todavía lo etiquetan como una estrella enana amarilla en esquemas de clasificación estándar.
El espectro que el Sol realmente produce
La temperatura de la superficie del Sol oscila cerca de 5.800 Kelvin. A esa temperatura un radiador de cuerpo negro emitiría un espectro continuo que alcanzaría los 500 nanómetros de longitud de onda verde. El pico no domina la salida. La energía se extiende a través del violeta a través del rojo, aproximadamente 400 a 700 nanómetros. Cuando todas esas longitudes de onda se unen, los tres tipos de células de cono del ojo reciben una estimulación equilibrada y el cerebro registra el blanco.
El papel blanco mantenido en la luz solar directa a mediodía refleja esa misma mezcla equilibrada y por lo tanto aparece blanco en lugar de tintado.Un prisma o red de difracción separa la mezcla en sus colores componentes, produciendo el arco iris familiar.La existencia del arco iris mismo demuestra que la luz solar contiene cada tono visible en cantidad sustancial.
Cómo la atmósfera de la Tierra altera el rayo directo
El dispersión de Rayleigh explica el cambio.Nominado por el físico británico que derivó la dependencia de longitud de onda en la década de 1870, el proceso ocurre cuando la luz se encuentra con moléculas mucho más pequeñas que la longitud de onda misma. Las moléculas de nitrógeno y oxígeno en la atmósfera inferior dispersan longitudes de onda más cortas mucho más eficientemente que las más largas. Escalas de intensidad de dispersión con el cuarto poder inverso de la longitud de onda, por lo que la luz azul a 450 nanómetros dispersa aproximadamente nueve veces más que la luz roja a 650 nanómetros.
La luz dispersa por los lados ilumina el cielo y produce su color azul familiar. El mismo disperso elimina el azul y el violeta de la línea de visión directa al Sol. Lo que queda en el rayo que alcanza al observador se enriquece en longitudes de onda más largas, cambiando el color aparente hacia el amarillo. El efecto es modesto cuando el Sol está alto sobre la cabeza y el camino a través de la atmósfera es más corto. Se hace pronunciado a medida que el Sol desciende y el camino se alarga.
No sigue que el Sol mismo cambie de color.La estrella continúa emitiendo el mismo espectro de luz blanca.Sólo la fracción de ese espectro que sobrevive al viaje a través de los cambios del aire.
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Evidencia de lugares sin una atmósfera
Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional y las tripulaciones de las misiones Apolo observaron el Sol contra un cielo negro. Las fotografías tomadas desde esos puntos de ventaja muestran un disco blanco.La superficie lunar, carente de cualquier atmósfera significativa, proporcionó la misma vista.
Estas observaciones directas se alinean con las mediciones realizadas por instrumentos que registran el espectro solar fuera de la atmósfera.Los datos coinciden con las expectativas para una fuente de 5800 kelvin.
Por qué persiste la clasificación como una enana amarilla
La etiqueta “enana amarilla” se refiere a la posición del Sol en el diagrama de Hertzsprung-Russell, una trama de luminosidad estelar frente a la temperatura. las estrellas del tipo G ocupan la región entre las estrellas F más calientes, más azules y las estrellas K más frías, más rojas. El adjetivo “amarillo” es por lo tanto comparativo dentro de la secuencia de clases estelares en lugar de una descripción de la apariencia visual.
Convenciones similares existen en todas las disciplinas científicas. Organizan datos para la comparación incluso cuando el lenguaje cotidiano usaría términos diferentes.El desacuerdo entre la etiqueta técnica y la percepción directa crea sorpresas ocasionales, pero no indica error en ningún dominio.
Variación con la hora del día y la latitud
A mediodía en las regiones tropicales el Sol puede aparecer casi blanco incluso desde el suelo porque el camino atmosférico permanece corto. En latitudes más altas o durante los meses de invierno el Sol rara vez alcanza altitudes altas, por lo que el tono amarillo aparece más consistentemente. Al amanecer y al atardecer la longitud del camino se vuelve extrema. Las longitudes de onda más cortas se dispersan completamente del rayo, dejando predominantemente luz roja y naranja. La misma física que produce un cielo azul al mediodía, por lo tanto, produce un Sol rojo en el horizonte.
El polvo, el humo o las gotas de agua pueden modificar la dispersión aún más, a veces produciendo colores anormalmente vivos o incluso flashes verdes en condiciones raras.
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La discusión pública sobre el color del Sol tiende a repetirse cada vez que circulan nuevas imágenes espaciales o cuando se comparten demostraciones en el aula con prismas.Cada ciclo repite la misma cuenta física cuantificada por primera vez en el siglo XIX y verificada repetidamente por instrumentos del siglo XX y XXI.