¿Que relación hay entre una pierna, el Sol y una nebulosa planetaria? La profundidad óptica.

Exclusivo para Infobservador - Claudio Martinez

¿Que tienen que ver una pierna, el Sol y una Nebulosa Planetaria?

A veces se dan fenómenos físicos sorprendentes, que parecen totalmente disimiles, pero que tienen orígenes idénticos.

Hace varios años, mientras estaba tomando un café -lágrima- un día frío en el centro de Buenos Aires, disfrutando de un momento de relax, me puse a mirar a las mesas vecinas, note algo: a mi lado, había una señorita con una falda muy corta, que tenia sus piernas enfundadas en una medias medianamente gruesas. En ese momento, me percate de un fenómeno interesante: las medias hacían que sus piernas, de piel blanca, se vieran mas claras hacia el centro, y mas oscuras -del color de la media- hacia los bordes.



Ella se dio cuenta de mi insistente mirada, y pensé explicarle que estaba fascinado con el efecto óptico que producían sus medias, pero tuve la impresión que no iba a creerme!!!.

¿Que relación hay entre este efecto y las nebulosas planetarias, o el Sol?

Para entenderlo, primero vamos a ver que paso con las medias - y la pierna-.

Si hacemos un corte de la pierna, veremos que si la media es gruesa, con color y traslúcida, producirá un efecto como vemos:

El recorrido de la luz en la línea de visión (2) es mucho mas largo a través de la media que en (1). Esto hace que el recorrido (2) se sume el color de la media mucho mas que en (1).

Esto significa que cuando miro al centro de la pierna, el aporte de color de la media es mínimo, por lo que se ve mas claro. En cambio cuando miro hacia los bordes, el aporte de color es máximo. Este efecto se llama profundidad óptica.

Es un fenómeno óptico complejo, que tiene que ver con la opacidad del material, la dispersión, el espesor de la capa, etc. Hacia el centro el efecto es mínimo, y hacia los bordes máximo, relacionados con el seno del angulo...... Pero por suerte no es difícil entender el concepto!.

¿Y la relación con la astronomía?

La nebulosa Planetaria:


En una nebulosa planetaria, una estrella cerca del final de su vida después de ser gigante, puede perder las capas externas de su atmósfera.

La nebulosa M57, fotografiada con el telescopio espacial Hubble. Por que se ve como un anillo?

Así queda rodeada por unos miles de años, de una capa de gas, alejándose de ella. Si esto es así (y lo es!), la nebulosa planetaria debería verse como un manchón circular entero. Y en realidad se ve como un anillo. ¿por qué?

Por la profundidad óptica.

En detalle, en una nebulosa planetaria es:

Vemos que en el recorrido (2) se suma el brillo de la nebulosa mas que en el recorrido (1). Esto hace que se vea como un anillo, aunque este rodeando totalmente a la estrella.

La diferencia fundamental con la media, es que absorbe luz, cuando la planetaria la emite. Si te fijas en la imagen, el telescopio Hubble logra registrar el gas por delante y detrás de la planetaria, dentro del anillo, pero mucho menos brillante.

Aquí, el fenómeno es inverso a la media. El gas esta excitado y emite luz, (se suma brillo), la media absorbe luz. Pero siempre es profundidad óptica.

y en el Sol?

El Sol por su parte, tiene el conocido efecto de oscurecimiento del borde. El limbo solar se ve cada vez mas oscuro.

¿A que se debe? A que el Sol tiene una capa de gas mas fría sobre la fotosfera ( la capa visible mas superficial), que produce una absorción diferencial de su luz, desde el centro al borde. Nuevamente estamos en presencia de la profundidad óptica. (similar a la media).

También puede notarse este fenómeno en las imágenes planetarias, principalmente las tomadas desde la Tierra, porque por una cuestión geométrica es menos notable cuando se fotografían de cerca, como lo haría una nave espacial.

Nota el oscurecimiento hacia los bordes de Jupiter en este video.

Como vemos, hay muchos fenómenos que se observan en el espacio, y que tiene ejemplos simples en la Tierra, aunque hasta ahora no encontré ninguno tan hermoso!!!!

Si quieres ver algunas ecuaciones relacionadas, puedes ver el enlace.