Puestas de Sol sin el Sol y brillo de los cuerpos celestes

La refracción hace que la altura aparente del Sol sea
superior a la altura real

Hace unos meses que junto con unos buenos amigos realizamos un recorrido marítimo con una de las barcazas del Delta del Ebro (Cataluña/España), adentrándonos en el Mar Mediterráneo y al atardecer admirábamos el espectáculo de una puesta de Sol en el Mare Nostrum, tal y como les gustaba decir a los antiguos romanos. Poco antes de que nuestra estrella madre se hundiera en el horizonte, la luz crepuscular derramaba sobre la línea mediterránea su mágica luminosidad. Poco a poco, el resplandor amarillento se iba transformando en una luz rojo-naranja y finalmente adoptaba un color centelleante color fuego. Al llegar este momento, en que la parte inferior del astro rey rozaba el horizonte  y sin poder evitar esta mala costumbre que tengo de hacer pedagogía de las ciencias de la naturaleza siempre que puedo, les dije : "¿Veis el Sol?". Todos ellos tienen buena vista, por tanto, parecía una pregunta obvia, por lo que me contestaron: "¿Pero qué dices? Claro que lo vemos, lo tenemos delante! A qué viene ahora esta extraña pregunta? "¡Habían caído en la trampa! Acababan de hacerme la pregunta que yo quería y que me daba pie a hacerles una explicación de aquellas que hacen dudar a quien las recibe. Pero no me quiero desviar del tema. A continuación, dirigiendo mi brazo extendido con el dedo índice estirado y señalando en dirección a nuestro estrella más cercana, les dije: "Pues, el Sol que ahora veis ya no está allí, está bajo el horizonte!" Viendo su cara de perplejidad, continué: "Cuando la parte inferior del disco solar toca el horizonte del mar, en realidad ya no está allí. Lo que estamos viendo ahora es su imagen refractada, pero  el astro rey ya está completamente escondido bajo nuestro horizonte".

El rayo del astro S2 se refracta y se curva
al atravesar las capas de la atmósfera terrestre,
pensando el observador que se emite desde el
punto S'2 más alto. El astro S1 ya se ha hundido
por debajo del horizonte, aunque el observador
aún lo ve, debido a la refracción

Esta refracción atmosférica es consecuencia de los cambios en la trayectoria de la luz al pasar de un medio a otro de densidad diferente y, debido a la curvatura de la tierra, no pasa de forma homogénea, siendo máxima en el horizonte y nula en el cenit. ¿Quién no se ha fijado en un vaso de agua con una cucharilla dentro?. La cucharilla parece doblarse por que los rayos de luz pasan del agua (con unas características propias) al aire (que tiene otras). Las seis personas que estábamos allí, contemplando  como el Sol se iba a la puesta, seguimos hablando de esta confusión tan extendida entre muchas personas. Durante la cena, con un cielo limpio de nubes y escasa contaminación lumínica, nos dimos cuenta de que esta refracción hacía que las estrellas brillaran mucho más cerca del horizonte que cuando estaban  más altas.

Magnitudes planetarias y estelares

¿Pero cuál es el brillo de una estrella vista desde nuestro planeta?. Los astrónomos utilizan un sistema muy sencillo, que se utilizaba ya en la antigua Grecia: las magnitudes. El ojo humano es capaz de catalogar estrellas en base a su brillo y de comprobar cuando dos estrellas tienen un brillo idéntico o similar. Los antiguos griegos asignaban a las estrellas más brillantes del cielo la magnitud 1, y a las  que casi no se veían en las noches más oscuras, la magnitud 6. Entre ambos valores numéricos, hay valores intermedios que se pueden emplear para designar el brillo de las estrellas más o menos brillantes. De esta forma tan sencilla, podemos decir que las estrellas de magnitud 1 son las más brillantes, las de magnitud 2 brillan menos que las de 1, las de magnitud 3 son más débiles que las de 2 ........ hasta llegar a las de magnitud 6, que es el límite para las estrellas más difíciles de poder ver a simple vista.

El cielo negro del Montsec/Lleida/Cataluña/España presenta
magnitudes estelares diferentes.
Crédito: Centre d'Observació de l'Univers (PAM)

Aunque hoy seguimos utilizando nuestros ojos para medir el brillo de las estrellas, planetas, asteroides, cometas, etc. también disponemos de material óptico avanzado para realizar estudios y observaciones astronómicas. Esto ha hecho que un objeto celeste no sólo se mida con los números enteros de antes (1,2,3,4,5 y 6) sino que podemos referirnos a la brillantez de un astro con números decimales. Así pues, la estrella Albireo de la constelación del Cisne tiene magnitud 3,4, Aldebarán es de magnitud 0,8 o la Estrella Polar en la Osa Menor, de 2,1. A los astros que brillan más que la magnitud 1 se les asigna el 0 o incluso un valor negativo y por este motivo, la estrella Betelgeuse de Orión tiene una magnitud de 0,5, Capella del Auriga dispone de 0,1 y Arturo del Boyero de 0,0. La estrella Sirio tiene una luminosidad tan alta que su magnitud es negativa (-1,5), aunque los casos más espectaculares son los de los cinco planetas que podemos ver con facilidad a simple vista en el cielo: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Este último es el más "oscuro" de los cinco con una magnitud de 0,7, Venus, el más brillante, puede llegar hasta la -4.4 y Mercurio y Marte varían mucho de brillo según sea su posición, pero pueden llegar hasta las magnitudes -1,5 y -2,6 aproximadamente. Naturalmente, el Sol y la Luna son casos excepcionales de luminosidad, siendo para el primero de -26,8 y para la Luna, en fase llena, de -12,6. Algunos satélites artificiales pueden brillar mucho cuando sus antenas reflejan la luz solar, llegando hasta magnitudes de -7 y la Estación Espacial Internacional, que da una vuelta a la Tierra cada 90 minutos, es fácilmente visible a simple vista por su magnitud de -4.

Sería una experiencia inolvidable estar un par de días sobre un pequeño asteroide esférico y ver esconderse el Sol 44 veces en un día terrestre, tal como hizo el Principito, de Antoine de Saint-Exupéry, aunque sería necesario que el asteroide dispusiera de atmósfera, para poder ver la coloración del cielo en el crepúsculo, lo que resulta totalmente imposible en una roca cósmica tan pequeña. A la sabiduría por la astronomía.

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