Observações do espaço confirmaram há muito o que as medições de laboratório do espectro estelar sugeriram pela primeira vez décadas atrás.O Sol emite radiação em todo o espectro visível em proporções que registram para o olho humano como luz branca.Este fato está dentro de uma história mais longa de investigação sobre como as atmosferas modificam a luz que atinge superfícies planetárias.
As pessoas muitas vezes descrevem o Sol como amarelo porque é a cor que ele assume para os observadores no solo durante a maior parte do dia. Representações culturais reforçam a impressão: desenhos infantis, símbolos meteorológicos e bandeiras nacionais rotineiramente o tornam assim. Os astrônomos ainda o rotulam como uma estrela anã amarela em esquemas de classificação padrão.
O espectro que o Sol realmente produz
A temperatura da superfície do Sol oscila perto de 5.800 Kelvin. A essa temperatura um radiador de corpo negro iria emitir um pico de espectro contínuo nos comprimentos de onda verdes em torno de 500 nanômetros. O pico não domina a saída. A energia se espalha através do roxo através do vermelho, cerca de 400 a 700 nanômetros. Quando todos esses comprimentos de onda se juntam, os três tipos de células de cono do olho recebem estimulação equilibrada e o cérebro registra branco.
O papel branco mantido na luz solar direta ao meio-dia reflete essa mesma mistura equilibrada e, portanto, aparece branco em vez de tingido. Um prisma ou grade de difração separa a mistura em suas cores componentes, produzindo o arco-íris familiar.A existência do arco-íris em si demonstra que a luz solar contém cada tonalidade visível em quantidade substancial.
Como a atmosfera da Terra altera o feixe direto
Rayleigh dispersão explica a mudança. Nomeado pelo físico britânico que derivou a dependência de comprimento de onda na década de 1870, o processo ocorre quando a luz encontra moléculas muito menores do que o comprimento de onda em si. moléculas de nitrogênio e oxigênio na atmosfera inferior dispersar comprimentos de onda mais curtos muito mais eficientemente do que os mais longos. Escalas de intensidade dispersão com a quarta potência inversa do comprimento de onda, de modo que a luz azul em 450 nanômetros dispersa cerca de nove vezes mais do que a luz vermelha em 650 nanômetros.
A luz dispersa ao lado ilumina o céu e produz sua cor azul familiar. A mesma dispersão remove o azul e o roxo da linha direta de visão para o Sol. O que resta no feixe que atinge o observador é enriquecido em comprimentos de onda mais longos, mudando a cor aparente para o amarelo. O efeito é modesto quando o Sol está acima da cabeça e o caminho através da atmosfera é mais curto. Ele se torna pronunciado à medida que o Sol desce e o caminho se estende.
Não se segue que o próprio Sol mude de cor. A estrela continua a emitir o mesmo espectro de luz branca. Somente a fração desse espectro que sobrevive à jornada através das mudanças do ar.
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Evidências de locais sem atmosfera
Os astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional e as tripulações das missões Apollo observaram o Sol contra um céu negro.As fotografias tiradas desses pontos de vista mostram um disco branco.A superfície lunar, sem qualquer atmosfera significativa, proporcionou a mesma visão.
Estas observações diretas estão alinhadas com as medições feitas por instrumentos que registram o espectro solar fora da atmosfera.Os dados correspondem à expectativa de uma fonte de 5800 Kelvin.Não é necessário ajuste para a filtragem atmosférica uma vez que o observador deixa o ar para trás.
Por que a classificação como anã amarela persiste
A etiqueta “anã amarela” refere-se à posição do Sol no diagrama Hertzsprung-Russell, um enredo de brilho estelar contra a temperatura. As estrelas do tipo G ocupam a região entre as estrelas F mais quentes, mais azuis e as estrelas K mais frias, mais vermelhas. O adjetivo “amarelo” é, portanto, comparativo dentro da sequência de classes estelares, em vez de uma descrição da aparência visual.
Convenções semelhantes existem em todas as disciplinas científicas. Eles organizam dados para comparação, mesmo quando a linguagem cotidiana usaria termos diferentes. A discrepância entre a etiqueta técnica e a percepção direta cria surpresas ocasionais, mas não indica erro em nenhum dos domínios.
Variação com a hora do dia e latitude
No meio-dia nas regiões tropicais o Sol pode aparecer particularmente branco mesmo do solo porque o caminho atmosférico permanece curto. Em latitudes mais altas ou durante os meses de inverno o Sol raramente atinge altitudes elevadas, por isso a tonalidade amarela aparece mais consistentemente. No nascer e pôr-do-sol o comprimento do caminho torna-se extremo. A maioria dos comprimentos de onda mais curtos se dispersam completamente do feixe, deixando predominantemente luz vermelha e laranja. A mesma física que produz um céu azul ao meio-dia, portanto, produz um Sol vermelho no horizonte.
Poeira, fumaça ou gotículas de água podem modificar a dispersão ainda mais, às vezes produzindo cores anormalmente vivas ou até mesmo flashes verdes em condições raras.
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A discussão pública sobre a cor do Sol tende a se repetir sempre que novas imagens espaciais circulam ou quando demonstrações de sala de aula com prismas são compartilhadas.Cada ciclo repete a mesma conta física quantificada pela primeira vez no século XIX e verificada repetidamente por instrumentos do século XX e XXI. A conta permanece estável porque as medições continuam a concordar.