Un astronauta orbitando sobre el Océano Índico a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) capturó una impresionante imagen de la Luna y lo que se conoce como un “halo lunar”.
El delgado arco de luz que abraza a la Luna parece separado de la Tierra, flotando justo por encima del borde azul del planeta, una vista posible gracias a la posición privilegiada de la estación espacial, muy por encima de las condiciones climáticas.
No se trata de magia, sino de un fenómeno óptico esculpido por el aire y el hielo en las capas más delgadas de la atmósfera. Desde esa altitud, la Luna se encontraba detrás de la atmósfera en la línea de visión del astronauta, y el arco reveló cómo la luz de la Luna se refracta y se dispersa a través de diminutos cristales.
Detectando un halo lunar
El trabajo fue liderado por la Unidad de Observaciones de la Tierra de la ISS en el Centro Espacial Johnson de la NASA. El programa se centra en la fotografía astronáutica que documenta la atmósfera, la tierra, el agua y la luz de la Tierra con fines científicos y para el público.
Desde la órbita terrestre baja, la estación espacial rodea el planeta a una altitud de poco más de 344 kilómetros (200 millas náuticas), superando casi todas las nubes. Esta geometría ocasionalmente coloca la Luna detrás de la atmósfera, transformando el aire en una lente que remodela su brillo para la cámara.
El horizonte se presenta en capas: la troposfera brillando en tonos naranja, la estratosfera de color blanco pálido y la capa superior de un azul profundo. La mesosfera, una región fría situada entre 48 y 80 kilómetros de altura donde las temperaturas se desploman, a veces alberga el raro hielo que completa este rompecabezas óptico.
Cómo se forma un halo lunar
Cuando la luz de la Luna atraviesa cristales de hielo, la luz cambia de dirección dentro de esos cristales y se separa ligeramente por color, produciendo arcos y anillos. Un halo es un anillo o luz que se forma alrededor del sol o la Luna cuando la luz solar o lunar se refracta en cristales de hielo presentes en un velo delgado de cirros.
La definición estándar cataloga el anillo familiar que abarca unos 22 grados desde la Luna, con un cielo más oscuro dentro del círculo. La refracción, o flexión de la luz al pasar de un medio a otro, fija ese radio característico para las formas de cristal ordinarias.
La fotografía del astronauta muestra solo un arco porque la capa de hielo no rodeaba completamente a la Luna desde su punto de vista. Los sutiles cambios en la orientación de los cristales en ángulos rasantes pueden recortar el círculo en una curva brillante y delicada. La geometría de los cristales es enormemente importante, ya que las placas y columnas hexagonales desvían la luz de diferentes maneras.
En las nubes altas y delgadas, incluso ligeras inclinaciones cambian dónde el arco se enfoca o se desvanece, lo que coincide con el halo parcial registrado sobre el limbo oscuro.
El hielo a esta altura es raro
El vapor de agua puede ascender, encontrarse con el polvo y congelarse en microcristales de hielo muy por encima de las nubes ordinarias. Investigaciones recientes describen cómo estas capas de hielo de gran altitud, las más altas de la atmósfera terrestre, prosperan en las regiones de verano más frías, cerca de los 80 kilómetros. Su altitud las hace extremadamente sensibles a las pequeñas fluctuaciones de temperatura y a los movimientos verticales.
Las ondas de gravedad, ondulaciones ascendentes en la densidad del aire generadas por tormentas y terrenos, pueden sembrar una estructura fina que aparece y desaparece a medida que cambian las trayectorias orbitales. Años de observaciones satelitales han revelado cambios en el comportamiento de estas formaciones nocturnas y su estrecha relación con la atmósfera inferior. Estos hallazgos han alterado nuestra comprensión previa de por qué se forman y varían las Nubes Mesosféricas Polares (PMC), según el Dr. James Russell III, investigador principal de la misión AIM de la NASA en la Universidad Hampton.
Este contexto ayuda a explicar por qué el halo se situaba cerca de la parte superior de la capa azul en lugar de dentro de las nubes bajas comunes. El hielo no era un cirroestrato típico; probablemente residía donde el frío y la química permiten que solo sobrevivan los velos más delgados.
Por qué la Luna parecía llena
Durante el paso, la Luna era una luna creciente, pero la exposición de la cámara iluminó todo el disco y difuminó los reflejos a lo largo de su borde. El resultado hace que una hoz parezca redondeada, mientras que el creciente brillante aún marca el miembro iluminado por el sol con precisión clínica. Las exposiciones más largas también amplifican el tenue brillo del terreno iluminado por la Tierra en el lado nocturno de la Luna. Ese brillo, llamado Earthshine, suaviza el disco y profundiza la impresión de una fase más completa.
Lecciones de este halo lunar
Las fotografías de la órbita terrestre capturan alineaciones momentáneas que los sensores automatizados a menudo no detectan, y transmiten el contexto de un punto de vista humano. Cada imagen puede conectar la física de los libros de texto con los cielos reales, transformando un arco de luz en evidencia de hielo y movimiento en el aire delgado.
Esta imagen se asemeja a una nota de campo desde el borde del espacio, donde la óptica se une al clima y la química. Un halo lunar parcial suspendido sobre el limbo nos permite observar la física en acción a escala planetaria sin salir de la comodidad de una plataforma a 344 kilómetros de altura.
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