Los colores del cielo

Muchas veces habrás oído esta pregunta ¿Por qué el cielo es azul? Quizás te haya parecido una tontería, porque cada cosa tiene su color: la nieve es blanca las plantas verdes, el carbón negro y el cielo azul. Pero también es posible que te hayas preguntado si desde otros astros se ve el cielo del mismo color.

El color con el que desde el tercer planeta vemos el cielo y con el que pudiera verse desde otro astro depende de la interacción de la luz que llega del Sol con las moléculas de la atmósfera o las partículas que pudiera haber en suspensión.

Aunque parezca una perogrullada y, a falta de una explicación más detallada que llegará luego, hay una cosa clara: De noche como no llega la luz del Sol el cielo es negro (ausencia de color), y por ejemplo en la Luna donde no hay atmósfera ni partículas de polvo en suspensión, también es negro y tanto de noche como de día se ven las estrellas con ese fondo negro. Por supuesto en pleno día la luz del Sol deslumbrará y sería observable menos cantidad de estrellas.

En las fotos realizadas por las misiones Apolo no salen estrellas (y ese es el argumento de algunos negacionistas de los viajes a la Luna) porque si se diera la exposición necesaria para ello, se quemaría el primer plano, que se vería blanco sin detalles, y aparecerían movidos los astronautas, como en la imagen de la derecha. Por cierto, la bandera no aparecería movida, ya que tras unos segundos de vibración inicial al clavarla en el suelo quedó luego inmóvil.

La foto tal como se realizó, y como seguramente habría quedado con una mayor exposición para que apareciesen estrellas. Es curioso señalar que el ojo humano distinguiría ambas cosas porque tiene un mayor rango de tolerancia que la fotografía, adaptándose a la cantidad de luz de cada zona.

Esto nos puede llevar a preguntarnos de qué color es el cielo de otros planetas:

- Desde Mercurio, al igual que desde la Luna, el cielo siempre es negro porque allí tampoco hay una atmósfera apreciable. 

Aún siendo de día, tal como reflejan las sombras, desde el primer planeta el cielo se vería negro, lleno de estrellas, como en esta imagen donde destacan Venus y la Tierra. Pintura de Ron Miller.

Voy a utilizar algunas otras imágenes de este ilustrador, que fue director artístico del planetario del museo de la NASA  y que siempre tiene en cuenta las circunstancias científicas en sus muchas obras sobre paisajes espaciales. Incluso antes de que se tuvieran imágenes reales, sus conocimientos tanto astronómicos como artísticos mostraron unos resultados que guardaban un asombroso parecido con lo que acabó siendo realidad.

El Sol desde Mercurio lógicamente se vería más grande y luminoso que desde la Tierra

En esta otra pintura de Ron Miller que representa también un paisaje del primer planeta, aparece incluso el Sol, rodeado de estrellas, y el cielo permanece negro.

- En Venus no se puede hablar del color del cielo porque no se ve, ya que siempre está nublado. Tendríamos que decir que el cielo está cubierto por nubarrones que en general tienen un tono amarillento.

Es curioso que circulan algunas imágenes recogiendo una zona de cielo como la siguiente, pero no son reales. Esta ha sido realizada combinando varias fotos, obtenidas por la nave Venera 14 en 1982 pero en las que solamente aparecía suelo.

El cielo de la imagen es un añadido artificial posterior a la llegada de la foto, por lo que no aporta datos en este sentido

Algo parecido ocurrió con ésta otra, en la que según el criterio con que se trate la imagen puede obtenerse distinto resultado en el aspecto del cielo:

Un cielo amarillo uniforme, o con un tono ocre y nubes

Por ello, nuevamente bajo los pinceles de Ron Miller es probable que este cielo se ajuste mejor a la realidad. Apenas se intuye la posición del Sol como una zona más clara entre las nubes, de las que surgen frecuentes rayos:

-  De Marte sí tenemos muchas imágenes reales de su cielo, que presenta un color ocre de día y en los atardeceres marrón violeta, aunque también aquí los tonos podrían variar según el tratamiento que se dé a la imagen original.

Marte en pleno día

El Sol a punto de ponerse en esta zona del cuarto planeta, donde el cielo presenta tonalidad azulada o violeta.

- En el resto de los planetas del Sistema Solar, con su densa atmósfera, depende de cuánto nos sumerjamos en ella. Haciéndolo a suficiente profundidad, esa atmósfera impedirá ver la luz del Sol y por supuesto la de las estrellas, pero si solo penetramos ligeramente hacia el interior, dependiendo del planeta veríamos sus nubes y en el caso de Urano y Neptuno se vería con tonalidades azules como el nuestro.

Espectacular imagen de las nubes de Júpiter tomada por la sonda Juno. Así se ve desde el exterior, pero es de suponer que desde el interior, a una distancia adecuada, la imagen sería similar. NASA -JPL-CALTECH-SWRI-MSSS-Gerald Eichstadt-Sean Doran

Ron Miller imaginó este paisaje mirando hacia el cielo desde el interior de la atmósfera de Júpiter:

Casi pudiera parecer más realista esta imagen que la anterior, aunque el dibujo no sea aquella sino ésta

También el artista estadounidense representó esta vista desde una zona no muy interior de la atmósfera de Neptuno, desde donde se ve su cielo.

- Aunque ya no sea planeta, se puede decir que también desde Plutón se verían ligeras tonalidades azules en su cielo, al menos durante las épocas en que más se aproxima al Sol (situándose cerca o  por el interior de la órbita de Neptuno) y se forma una ligera atmósfera sublimando sus hielos, como sugiere la siguiente imagen captada por la sonda New Horizons.

Neblina en Plutón en una imagen tomada en julio de 2015. ‎Créditos NASA/JHUAPL/SwRI‎

- Desde cualquier satélite o asteroide el cielo también sería negro, excepto en el caso de Titán, el mayor satélite de Saturno, el único astro de su clase que tiene atmósfera. Desde la superficie de Titán no podríamos ver astros en el cielo porque solo la luz infrarroja puede atravesar su densa atmósfera, y ésta se vería de un tono anaranjado.

Dibujo de Saturno desde Titán.

Las típicas representaciones como esta, en que aparece Saturno en el cielo de Titán, no se corresponden a la visión desde su superficie, sino que habría que ascender hasta que la menor densidad de la capa de atmósfera fuese transparente a la luz visible.

- Desde el núcleo de un cometa durante la mayor parte del tiempo también el cielo sería negro, pero luego al irse acercando al Sol y sublimarse el hielo se formaría una especie de niebla grisácea que impediría en gran medida ver las estrellas, aunque antes de que fuera envuelto por la coma podrían elegirse zonas con mejor visibilidad.

El núcleo del cometa Churyumov-Gerasimenko cuando empiezan a brotar chorros de gas y polvo que obstaculizarían la visión del cielo. 

Seguramente lo que aquí he recogido sea solo una simplificación de las muchas variaciones que podría haber. Porque por ejemplo en el tercer planeta, aunque decimos que el cielo es azul durante el día y negro por la noche, lo cierto es que la realidad no es tan rotunda y las variaciones pueden ser muy diversas. 

Por ejemplo todo el mundo sabe que puede ser rojizo en los atardeceres. Habitualmente se ven de ese tono las nubes que haya en la dirección del Sol en momentos cercanos a su salida o puesta aunque el cielo de zonas despejadas próximas siga viéndose azul.

Pero en ocasiones el mismo cielo por esa zona se tiñe de esos colores, con tonalidades distintas en cada caso, dependiendo de la humedad, calima o limpieza del cielo.

En este caso, a la puesta de Sol toda la zona quedó con una coloración roja intensa

Por supuesto que podemos ver todo el cielo gris cuando está nublado.

Incluso verde con motivo de alguna aurora boreal

Imagen de Peter Essics

O de todos los colores a la vez, en un arco iris

También en Marte cambia el color del cielo y, aunque los tonos no sean los mismos, podría decirse que es al revés que en la Tierra: en pleno día tiene un tono rojizo, mientras que en los atardeceres es un azul grisáceo, como se ha visto antes.

¿Por qué esa diferencia con nuestro planeta? Porque el color del cielo en cada caso se origina por fenómenos diferentes:

En la atmósfera terrestre se produce el fenómeno de la dispersión de Rayleigh: La Luz del Sol incide en las moléculas de la atmósfera. Estas, que tienen un menor tamaño que la longitud de onda de la luz, la refleja en todas las direcciones, pero lo hace más eficientemente con el color azul, que teñirá todo el cielo. La Luz que nos viene directamente del Sol no aparece blanca como lo es en origen, sino algo amarilla, color complementario del azul que ha sido dispersado.

En los atardeceres la luz del Sol atraviesa una mayor capa de aire, que además del azul dispersará otros colores también de longitudes de onda cortas como el verde, amarillo,... y finalmente nos llega solo el rojo que queda sin dispersar, por lo cual lo veremos rojo.

En Marte la situación es diferente y se produce la llamada dispersión de Mie: debido a que habitualmente la atmósfera está llena de partículas de polvo con un tamaño mayor que la longitud de onda de la luz, estas partículas propician que el cielo adquiera un color caramelo-toffe que aparece en nuchas fotos, al dispersar más uniformemente el rojo mientras el azul lo hacen en ángulos menores.

Esquemas simplificados de los tipos de difusión de la luz en la Tierra y en Marte

Pero las cosas tampoco aquí son tan sencillas. Además de que las fotos procedentes de Marte puede que no recojan el tono exacto por un tratamiento del balance de blancos más adecuado al estudio científico que a la realidad, algunas de las sondas detectaron cielos negro azulados en momentos en que la atmósfera estaba libre de polvo.

También podría ocurrir que los astronautas que algún día lleguen a Marte vean el cielo más azulado o gris de lo que es en realidad porque al estar más lejos del Sol y llegar menos luz, sus ojos dejen de usar las células sensibles al color (los conos) y usen los bastones, que son más sensibles a la luz, lo mismo que nos ocurre en lugares con poca luz.

Un astronauta que llegara a Marte, encontraría los colores diferentes de lo que hubiera visto en fotos

Quizás haya que añadir que los colores que vemos están condicionados por la luz que llega del Sol. Nuestra estrella emite luz blanca, pero si por ejemplo fuese una gigante roja todo cambiaría: los objetos que ahora son blancos se verían igual que los rojos, y el resto de colores también serían diferentes.

En este post no he intentado ser exhaustivo ni excesivamente riguroso en un tema del que no es fácil encontrar mucha información, que en ocasiones es discordante aunque tiene su atractivo. En algunos casos he intentado sacar conclusiones a partir de datos conocidos pero sin poderlas contrastar, y si no concuerdan con las tuyas te agradecería que lo comentases.

Y si lo del color te ha sabido a poco, si te interesa conocer muchos más detalles sobre el cielo de cada planeta y su mecánica, y no has leído los artículos del blog sobre estos temas, puedes hacerlo en este enlace.