Quando o Sol está perto do horizonte, quase toda a luz azul é dispersa (ou absorvida pelo pó), por isso o resultado acaba por ser um Sol vermelho com cores mais azuis à sua volta.
Num dia de sol em que decida, no exterior, olhar para cima, é provável que a cor dominante que vai ver seja o azul. Mas será esta a verdadeira cor do céu? Ou a sua única? As respostas são complicadas, mas envolvem a natureza da luz, átomos e moléculas e algumas partes excêntricas da atmosfera terrestre. Sem esquecer grandes lasers.
Primeiro devemos começar pelo que estamos a ver num dia de céu aparentemente azul num dia de sol. Estaremos a ver nitrogénio azul ou oxigénio azul? A resposta não é simples. Em vez disso, a luz azul que vemos é a luz do sol dispersa.
O Sol produz um amplo espectro de luz visível, que vemos como branco, mas que inclui todas as cores do arco-íris. Quando a luz solar passa através do ar, átomos e moléculas na atmosfera dispersam a luz azul em todas as direções, muito mais do que a luz vermelha. A isto chama-se dispersão de Rayleigh, e resulta num Sol branco e céu azul em dias claros.
Ao pôr-do-sol, podemos ver este efeito marcado, porque a luz solar tem de passar por mais ar para chegar até nós. Quando o Sol está perto do horizonte, quase toda a luz azul é dispersa (ou absorvida pelo pó), por isso acabamos por ter um Sol vermelho com cores mais azuis à sua volta.
Mas se tudo o que vemos é luz solar dispersa, qual é a verdadeira cor do céu? Talvez consigamos obter uma resposta à noite. Se olharmos para o céu noturno, é óbvio que está escuro, mas não é exatamente preto. Existem as estrelas, mas o próprio céu noturno brilha. Isto não é poluição luminosa, mas sim a atmosfera a brilhar naturalmente.
Numa noite escura sem lua no campo de visão, longe das luzes da cidade, é possível ver as árvores e as colinas contra o céu.
Este brilho, chamado airglow, é produzido por átomos e moléculas na atmosfera. Na luz visível, o oxigénio produz luz verde e vermelha, as moléculas de hidroxilo (OH) produzem luz vermelha, e o sódio produz um amarelo estranho. O nitrogénio, embora muito mais abundante no ar do que o sódio, não contribui muito para o efeito de airglow.
As cores distintas do airglow são o resultado de átomos e moléculas que libertam quantidades particulares de energia (quanta) sob a forma de luz. Por exemplo, em altas altitudes a luz ultravioleta pode dividir as moléculas de oxigénio (O₂) em pares de átomos de oxigénio, e quando estes átomos mais tarde se recombinam em moléculas de oxigénio, produzem uma luz verde distinta.
Os átomos de sódio constituem uma fracção minúscula da nossa atmosfera, mas constituem uma grande parte do brilho do ar, e têm uma origem muito invulgar – estrelas cadentes.
Estas são visíveis em qualquer noite escura, desde que o céu esteja claro. São pequenos meteoros, produzidos por grãos de poeira que aquecem e vaporizam na atmosfera superior, enquanto viajam a mais de 11 quilómetros por segundo.
À medida que estrelas cadentes se erguem no céu, a cerca de 100 quilómetros de altitude, deixam para trás um rasto de átomos e moléculas. Por vezes, é possível ver estrelas cadentes com cores distintas, resultantes dos átomos e moléculas que elas contêm. Estrelas cadentes muito brilhantes podem até deixar rastros de fumo visíveis. E, entre esses átomos e moléculas, há um cheiro de sódio.
Esta alta camada de átomos de sódio é de facto útil para os astrónomos. A nossa atmosfera está perpetuamente em movimento, é turbulenta, e desfoca as imagens de planetas, estrelas e galáxias.
Para compensar a turbulência, os astrónomos obtêm imagens rápidas de estrelas brilhantes e medem a forma como as imagens das estrelas são distorcidas. Um espelho deformável especial pode ser ajustado para remover a distorção, produzindo imagens que podem ser mais nítidas do que as dos telescópios espaciais.
Esta técnica — chamada “óptica adaptativa” — é poderosa, mas há um grande problema. Não há estrelas brilhantes naturais suficientes para que a óptica adaptativa funcione sobre todo o céu. Assim, os astrónomos fazem as suas próprias estrelas artificiais no céu noturno, chamadas “estrelas-guia laser”.
