Halo solar e arco-íris: semelhanças e diferenças dos fenômenos ópticos que encantam

Nos últimos dias um fenômeno semelhante à um arco-íris que se formou ao redor do Sol chamou a atenção dos moradores de várias regiões de Brasília e fez a festa dos fotógrafos especializados em astronomia com Leo Caldas do site fotografiaeastronomia.

Segundo o Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), trata-se de um fenômeno óptico chamado de “halo solar”. Este círculo policromático ao redor do Sol ocorre a partir do reflexo da luz em cristais de gelo, em altitudes acima de 12 quilômetros, e está relacionado com a incidência da luz do Sol sobre nuvens altas, as cirrus.

O halo solar tem como características principais sua forma arredondada e multicolorida ao redor do Sol. Seu formato geométrico é devido à estrutura cristalina na forma hexagonal dos cristais de gelo suspensos na troposfera. Além disso, pode haver regiões com uma luz mais concentrada, chamadas de parélios.

Este fenômeno também se forma na Lua. O halo lunar ocorre com base no mesmo princípio do halo solar, a única diferença é que o círculo formado se dá ao redor da Lua.

Apesar da formação ser semelhante à do arco-íris, o halo solar se diferencia pelo formato circular, gerado pela posição do observador. Enquanto o arco-íris se forma à frente da nossa visão, no horizonte, o fenômeno observado em Brasília no último final de semana é sempre acima.

O Halo ocorre da mesma forma que o arco-íris, em que a luz, ao passar pelas partículas de gelo, decompõe-se nas cores que conhecemos.

O arco-íris é um fenômeno de natureza óptica caracterizado pela formação de um arco luminoso e colorido no céu devido à presença de gotículas de água suspensas no ar. Existem muitos mitos envolvendo esse fenômeno e talvez o mais famoso seja a presença de riquezas no fim do arco-íris.

O fenômeno que explica o arco-íris é a dispersão cromática da luz. Quando um feixe de luz policromática (luz branca) sofre refração ao entrar em um prisma ou gota d’água, ele é separado nas sete cores que o compõem. Essa separação ocorre, pois o índice de refração do meio tem uma relação inversamente proporcional com o comprimento de onda da luz. Como cada cor de luz que compõe a luz branca possui um comprimento de onda característico, os índices de refração do meio serão diferentes para cada cor, assim, a luz branca será separada e dispersada ao entrar em um prisma.

O observador no solo só poderá perceber um arco-íris caso a direção em que ele esteja forme um ângulo de aproximadamente 42° com a direção da luz proveniente das gotas suspensas no ar. Como todas as gotas possuem uma direção de 42° com o observador, o fenômeno sempre será percebido na forma de um arco de circunferência.

Segundo Leo Caldas, fotógrafo especializado nestes fenômenos da natureza, esclarece que ” todo arco-íris possui um formato circular, mas esse círculo não pode ser percebido do solo por causa da curvatura da Terra.”

Curiosidades sobre o arco-íris

• A luz do Sol refletida pela Lua também pode formar arco-íris lunares mais fracos.
• A dispersão da luz branca, como ocorre no arco-íris, é a responsável por termos um céu azul.
• A refração da luz branca, como ocorre no arco-íris, é responsável pela cor alaranjada do pôr do sol, já que o caminho que a luz percorre pela atmosfera é maior.
• O arco-íris não existe realmente, ele é uma ilusão de óptica que ocorre dependendo da posição do observador em relação ao Sol.
• Para o arco-íris ser formado, o Sol deve estar em uma baixa altitude e com um ângulo pequeno em relação ao observador.
• O ângulo que os raios de luz fazem ao refratarem-se nas gotículas de chuva é, em media, de 40° a 42° graus, dependendo da frequência de onda da cor.
• Mesmo que a luz se propague em linha reta, o arco-íris é curvo devido à esses 42° graus formados pelos raios refletidos e refratados.
• Para ver um arco-íris, você deve estar na direção oposta do Sol, devido à reflexão e refração que a luz faz nas gotículas de água.
• Não vemos um círculo perfeito no arco-íris devido às limitações da luz ao se esbarrar com o chão. Em lugares altos, é possível ver o círculo completo.

Fotos: Leo Caldas