Los curiosos fenómenos ópticos durante los eclipses de Sol
CIENCIAS EXACTAS: FÍSICA.
Las "lunitas" y otras singulares sombras son una forma de seguir un eclipse solar de manera segura.
El primer eclipse solar de 2026 tendrá lugar el 17 de febrero; será anular, conocido como "anillo de fuego". No será visible desde México, donde tuvimos la oportunidad de observar un eclipse total de Sol en 2024 y los curiosos efectos ópticos que se producen durante el fenómeno astronómico.
Alguna vez te has preguntado por qué se ven “lunitas” en el piso o en las hojas de los árboles durante un eclipse de Sol. Aunque su nombre lo sugiera, no tiene nada que ver con la luz de la Luna. Para comprenderlo, primero necesitamos saber un poco más sobre lo qué ocurre en un eclipse solar y sobre ciertos fenómenos ópticos.
Un eclipse solar es un evento fascinante que ocurre cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, por lo que vemos que se oscurece parcial (o totalmente) la luz del día. Para observarlo de forma segura, se recomienda el uso de filtros especiales, métodos de proyección, cámaras estenopeicas o de Pinhole, entre otras.
Además de apagar la luz del día, se produce un asombroso efecto óptico que podemos observar debajo de un árbol: la formación de “lunitas” (eclipse parcial) y anillos (eclipse anular) en las sombras proyectadas por la luz del Sol a través del follaje de los árboles. Estas singulares sombras son una forma inesperada de seguir el eclipse de manera segura.
La formación de la imagen solar por este mecanismo siempre ocurre, pero nos es tan familiar que no siempre le prestamos atención. La sombra cotidiana consiste de círculos brillantes, y tal vez pase desapercibida porque los círculos resultan difusos y se traslapan unos con otros (múltiples imágenes del Sol), además que la rugosidad del suelo puede empeorar aún más la imagen.
Difracción de luz.
Cuando la luz pasa a través de un agujero o apertura, pueden suceder muchísimos fenómenos ópticos sorprendentes. El más conocido es la difracción, donde la luz se abre en un abanico de ondas al rozar los bordes, formando patrones de franjas brillantes y oscuras. Sin embargo, no es el único efecto interesante. También resulta fascinante la proyección de sombras a través de un orificio pequeño.
En este caso, el comportamiento de la luz depende de la distancia a la que se proyecta la sombra: si la sombra se proyecta a una distancia muy cercana al agujero, lo que veremos será simplemente la silueta luminosa de la apertura, conocida como sombra o proyección geométrica.
Pero si incrementamos la distancia de proyección, o en otras palabras si hacemos que la distancia de observación sea mucho mayor que el tamaño de la obstrucción (agujero pequeño), se formará una imagen del objeto emisor de luz.
Este es el principio de funcionamiento de una cámara estenopeica y se puede entender considerando lo siguiente: un rayo de luz que parte desde la posición superior del Sol (A) viaja en dirección recta al agujero y terminará su viaje en un punto A. Algo similar sucederá con cada uno de los otros puntos en las distintas posiciones del Sol (no sólo de A), lo cual hace borrosa la imagen, proyectando sólo la forma del contorno de la apertura.
Cuando la luz pasa a través de múltiples agujeros, se observarán también múltiples proyecciones geométricas del agujero o múltiples imágenes simultáneas. Así sucede con las ramas y hojas de un árbol frondoso, por el cual se presentan espacios libres donde se cuelan rayos de luz solar y los cuales actúan como agujeros, debido a que los árboles por lo general son altos, la proyección en el suelo será la imagen del Sol o las “lunitas” que se pudieron observar durante el eclipse.
Ya que existen muchas de estas rendijas, se tendrán múltiples imágenes generadas simultáneamente y debido a la diversidad de orientaciones respecto a la posición del Sol, muchas estarán traslapadas. Para que el follaje de los árboles forme sombras en el piso con la imagen del Sol, se requiere que los espacios o “agujeros” entre ramas y hojas sean de un tamaño mucho menor que la altura del árbol. Como son múltiples huecos en el follaje de un árbol, se pueden formar múltiples imágenes del Sol o del eclipse en su sombra.
El próximo eclipse en México.
Para que vuelva a ocurrir un eclipse solar total en México habrá que esperar hasta marzo de 2052. Invitamos a nuestros lectores a no dejar escapar la oportunidad de observar y fotografiar estas asombrosas sombras con los árboles, y también a estimular su imaginación formando sombras con coladores y otros objetos opacos con agujeros. Seguramente observarán asombrosas sombras del eclipse.
Si no quieres esperar tanto, el siguiente será el próximo 17 de febrero, el cual será visible en Argentina y Chile, así como desde varias regiones del sur de África, en otros sitios, por lo que te recomendamos buscar un árbol frondoso y observar cómo sus hojas actúan como pequeñas lentes, formando cientos de imágenes del Sol eclipsado.
Por: José Samuel Pérez Huerta / Iván Moreno Hernández / Fátima Dueñas Arteaga.
- José Samuel Pérez Huerta. Doctor en Ciencias Físicas por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Realizó la Maestría en Ciencias Ópticas en el Centro de Investigaciones en Óptica. Es docente e investigador en la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ), en el grupo de Tecnologías y Estudio de la Luz.
- Iván Moreno Hernández. Doctor en Ciencias Ópticas. Es investigador y docente en la Unidad Académica de Ciencia y Tecnología de la Luz y la Materia (LUMAT), Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ).
- Dra. Fátima Dueñas Arteaga. Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE) Zacatecas.
Sitio Fuente: Ciencia UNAM