El brillo del aire

Estoy verde, no me dejan salir.
Charly García

Siempre buscando buenos sitios para hacer fotos del cielo, hace poco fui con amigos a Los Juncos, un sitio muy cerca de Bariloche y al que se llega ya casi por pavimento (quedan dos tramos de ripio, pero la obra de la RN 23 comenzó hace tan sólo 37 años, qué querés). Es un sitio muy lindo, con una pequeña estación ferroviaria y un típico paisaje de la estepa patagónica.

Hice un montón de fotos con una lente nueva, que salieron muy lindas, pero que compartiré otro día. Al final de la noche hice fotos de gran ángulo con el paisaje, y me llevé una sorpresa al revisarlas. Primero la que me interesaba, de la Vía Láctea austral (la clásica foto del Pingüino) con el tanque de agua de la estación en primer plano:

Ya en la pantallita de la cámara noté algo raro: un tono verde en partes del cielo. Pero como también la cámara es nueva, nunca se sabe. Entonces hice una foto hacia el sur, con las Nubes de Magallanes, que me convenció de que lo que estaba viendo no era un artificio electrónico:

No hay dudas de que hay bandas de luz verde en el cielo. El Sol estaba a más de 25 grados por debajo del horizonte, así que no podían ser nubes noctilucentes. Y si bien se ve hacia el sudoeste el resplandor de Bariloche (a unos 20 km en línea recta), el verde es otra cosa. Es airglow, y nunca lo había visto más que en fotos de otros.

El airglow es brillo del aire, una más de las razones por las cuales el cielo nocturno no es del todo negro. La radiación ultravioleta del Sol excita algunos átomos de la alta atmósfera (justo debajo de los 100 km de altura, en la mesósfera), que luego regresan a su estado de reposo emitiendo un fotón. Un fenómeno similar a la fluorescencia, que hemos comentado en más de una ocasión. El verde se debe a la emisión de un fotón de 557.7 nanómetros que producen los átomos de oxígeno:

Es exactamente el mismo fotón, y por lo tanto el mismo color, que se observa en las auroras polares, si bien el mecanismo es distinto (en las auroras, la excitación del oxígeno es producida por partículas subatómicas del viento solar). Como se muestra en el espectro, hay otro colores que contribuyen al airglow: sodio (amarillo), un par de líneas rojas del oxígeno, unas bandas también rojas del ion OH y unas azules del O2. Oxígeno hay abundante en la atmósfera, ¿pero sodio? ¿De dónde sale el sodio que flota a 100 km de altura? No se sabe con certeza, pero se conjetura que viene tanto de aerosoles del mar, como de las estrellas fugaces, que son de roca y se desintegran al entrar en la atmósfera (unas 100 toneladas por día). Yo sospecho también del polvo terrestre; habría que preguntarle a mi amigo Santiago que estudia el tema en la NASA. Esta capa de sodio es la que excitan con láser en los grandes observatorios para crear estrellas artificiales y poder corregir la turbulencia de la atmósfera mediante sistemas ópticos que se deforman y adaptan muchas veces por segundo.

El airglow se ve también en las fotos tomadas desde la Estación Espacial Internacional en dirección al horizonte terrestre:

El verde es el color más fácil de observar, pero en la foto que hice hacia el norte (donde no hay una luz urbana por cientos de kilómetros) tal vez se vea algo del rojo:

¿Por qué se ven bandas? Por lo que leí, las bandas son ondas de gravedad* (no ondas gravitacionales, ojo) que se originan en las capas inferiores de la atmósfera, y que se propagan a la estratósfera y a la mesósfera por encima de ésta. De hecho, parece que son una manera efectiva de observar de lejos lo que pasa en esa tenue y lejana región de la atmósfera. ¿Y por qué resultaron tan evidentes en estas fotos mías, por primera vez? Tal vez porque estamos en el máximo de actividad solar, pero no estoy seguro. Veremos si pasa lo mismo la próxima vez. Tengo que volverlo a ver.

* Ondas de gravedad son ondas que se producen en un fluido cuando la gravedad (o la flotación) intenta restaurar una perturbación. Las ondas de superficie cuando tiramos una piedra al lago son ondas de gravedad, por ejemplo.

Habrá más fotos de Los Juncos.

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La imagen del espectro es de Les Cowley, de su maravilloso sitio Atmospheric Optics, que ya no existe.

La foto del Telescopio Muy Grande iluminando con un láser el centro de la Vía Láctea es de ESO/Yuri Beletsky (CC BY 4.0).