Por que o sol é azul

Se você já parou para se perguntar qual é a cor do Sol, pode ter concluído que nossa estrela é amarela ou alguma cor próxima disso. Afinal, na maior parte do tempo o Sol parece ser amarelo em nosso céu, certo? Bem, a verdade é que "amarelo" não é a resposta certa para a pergunta "qual a cor do Sol". É que, embora esta pergunta pareça ser simples, ela pode ser respondida de diferentes maneiras — e todas elas dependem de alguns fatores, como o comprimento de onda luz emitida e a intensidade dela, aspectos ambientais e as capacidades dos nossos olhos e cérebro. 

A radiação eletromagnética liberada pelo Sol o torna muito similar a um corpo negro, ou seja, um corpo ideal que pode absorver e, consequentemente, emitir radiação em todos os comprimentos de onda — se fôssemos observar este corpo a olho nu e em temperatura ambiente, veríamos um corpo totalmente negro, porque ele estaria absorvendo todos os comprimentos de onda visíveis para nós. Contudo, se a temperatura do corpo negro subir o suficiente, ele se torna incandescente e, assim, emite luz na parte visível do espectro, que nos permite vê-lo. 

Nossa estrela atinge altíssimas temperaturas, liberando radiação eletromagnética em todos os comprimentos de onda com um comportamento similar a de um corpo negro. Essa radiação é liberada do infravermelho (com maior comprimento) ao ultravioleta (menor comprimento) — isso sem mencionar os raios X e gama, que são emitidos durante erupções solares e outros eventos quentes e altamente explosivos, que emitem partículas energéticas em alta velocidade.

Portanto, podemos entender então que o Sol libera energia em todos os comprimentos de onda, sendo que grande parte dessa energia chega aos 500 nanômetros, algo próximo da luz azul e verde — por isso, há quem diga que o Sol é um pouco azul e esverdeado. Aliás, descobrir as cores presentes em um raio de luz é simples: basta direcionar o raio para um prisma, que irá separá-lo nas cores puras que o formam, cada uma com sua frequência. Então, o prisma iria nos mostrar todas as cores visíveis aos olhos humanos que, juntas, formam a luz branca — que, se você preferir, pode também ser considerada a do Sol. 

Por que o Sol parece ser amarelo?

A cor amarelada ou avermelhada do Sol durante o amanhecer e o entardecer se deve muito mais à perspectiva que temos da nossa estrela enquanto a observamos da Terra — consequentemente, com sua luz filtrada pela atmosfera. As emissões da luz solar ocorrem com intensidade semelhante em todas as cores visíveis, embora haja uma leve diferença na parte verde do espectro. Contudo, como a luz azul (com seu comprimento de onda menor) é mais facilmente dispersada do que a luz vermelha, "perdemos" um pouco do azulado da luz que chegaria aos nossos olhos. 

Em outras palavras, quando o Sol está perto do horizonte, a atmosfera da Terra dispersa os fótons amarelos e, assim, faz com que nossa estrela fique com cores mais avermelhadas — e vale lembrar que efeito pode ficar ainda mais forte quando há grande quantidade de partículas de fumaça ou poeira no ar. Mas, quando o Sol está bem alto no céu, há menos interferência atmosférica; por isso, ele aparenta ser mais azulado. Agora, se você estivesse a bordo da Estação Espacial Internacional e observasse nossa estrela, veria uma cor bem próxima do branco. 

Apesar de as emissões de luz virem, principalmente, da porção verde do espectro de luz visível, existem emissões intensas em todas as cores do espectro. Como nossos olhos têm células receptoras para três tipos de cores, o cérebro recebe a informação de que cada receptor está completamente saturado com cores recebidas em todos os comprimentos de onda — por isso, esses sinais são interpretados como a cor branca. Todas essas diferenças são de grande importância para os astrônomos, que aplicam técnicas de espectroscopia para estudar estrelas distantes e, assim, desmembrar o espectro de luz delas para descobrir quais são os elementos existentes por lá. 

Além disso, a cor das estrelas nos indica outra informação importantíssima: a temperatura delas. As estrelas mais frias são mais avermelhadas, e as mais quentes são azuladas. O Sol, por exemplo, tem temperatura de superfície de aproximadamente 5.800 K, mas a supergigante vermelha Betelgeuse, que chega a apenas 3.500 K, tem aparência avermelhada; em comparação, Rigel, a estrela supergigante e mais brilhante da constelação de Orion, passa dos 10.000 K e parece ser azul.

Nós enxergamos o céu azul devido à combinação da luz do Sol com os elementos que compõem a atmosfera. Isso faz com que a cor azul se espalhe e chegue aos nossos olhos com a impressão de que essa seja a cor do céu.

O motivo pelo qual olhamos para cima e vemos tudo azul é semelhante ao efeito de um prisma óptico. Vamos entender melhor como isso acontece?

3 fatos que explicam o azul do céu

1. A cor da luz do Sol

Bem, temos a impressão de que a luz do Sol seja branca, mas na verdade é uma mistura de várias cores. Isso porque o branco reflete todas as cores.

2. A mistura das cores na atmosfera

As cores têm origem em ondas eletromagnéticas. Através de um espectro eletromagnético visível podemos ver que as cores são ondas que têm comprimentos diferentes.

Elas viajam pelo vácuo do espaço, onde se misturam com os gases, vapor d’água e poeira que compõem o ar atmosférico.

Na atmosfera, a luz emitida pelo Sol que mais se destaca é o azul, porque as suas ondas são mais curtas, o que faz com que elas sejam mais nítidas.

Conclusão: o céu é azul graças ao Sol e à atmosfera

Se não fosse a mistura de cores emitida da luz do Sol em conjunto com os gases e tudo o que compõe o ar da atmosfera, o céu seria negro durante o dia.

Espalhamento ou Dispersão de Rayleigh é o nome do fenômeno físico que nos dá a impressão de que o céu é azul. Ele é assim chamado em virtude do físico inglês John William Strutt (Lord Rayleigh), que se dedicou a estudar o espalhamento da luz.

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• Espectro eletromagnético
• Refração da luz
• Arco-íris

No nascer e no pôr do sol, contudo, as cores são diferentes do azul, geralmente ficando entre o vermelho e o alaranjado. Isto ocorre porque no amanhecer e no entardecer, os raios solares precisam percorrer um caminho mais longo na atmosfera até chegarem aos nossos olhos. Neste percurso maior, os raios correspondentes ao azul já sofreram tanta dispersão que não sobra azul para chegar aos nossos olhos. O vermelho, por ter maior comprimento de onda, sofre menos dispersão. Assim, a luz que chega aos nossos olhos tende ao vermelho e ao laranja devido à ausência do azul.  Uma atmosfera mais poluída de partículas (poeira, fumaça, etc) pode contribuir para um pôr do sol mais avermelhado, já que aumenta a dispersão dos raios vermelhos, sem atingir um nível excessivo de dispersão capaz de eliminar a percepção do vermelho.

Já no vácuo, porém, não ocorre a dispersão dos raios luminosos. Por este motivo, no espaço, os astronautas enxergam o céu negro, uma vez que não há partículas em quantidade suficiente para gerar a dispersão dos raios luminosos.

Não, não é porque ele reflete os oceanos, como muito desavisado já saiu repetindo por aí. Trata-se de um efeito provocado pela dispersão da luz solar através da camada de gases que envolve o nosso planeta. Mas, para entender como isso funciona, é preciso primeiro lembrar de duas características da luz.

A primeira é que a luz se movimenta em ondas – minúsculas, é bem verdade, imperceptíveis aos nossos olhos. A segunda é que a luz solar, por ser branca, é na verdade uma mistura de várias outras cores, as visíveis, que podemos observar quando se forma um arco-íris, e as que ficam nas faixas do infravermelho e do ultravioleta, que estão além da nossa capacidade visual. Cada uma dessas cores corresponde a uma onda com um determinado comprimento. A azul tem um dos menores comprimentos de onda dentro do espectro visível. A vermelha é a que possui o maior deles.

Pois bem: quando a luz do Sol chega à Terra, ela esbarra nas moléculas de gás que compõem a atmosfera. Como os tons de azul têm os menores comprimentos de onda, eles são os únicos compatíveis com essas pequenas partículas. Por isso, elas espalham a luz azul bem mais do que a luz de outros comprimentos.

Já ao entardecer, como o Sol passa a iluminar a Terra com um ângulo mais oblíquo, a luz tem de atravessar a atmosfera por uma distância maior. Isso faz com que a fração de azul seja diluída de tal modo que não conseguimos vê-la mais, abrindo espaço para enxergarmos apenas os tons mais vermelhos que, por terem um comprimento de onda maior, se espalham menos.

Outro fator que influencia a cor do céu é comum nas grandes cidades do mundo: a poluição do ar. Quanto mais houver partículas em suspensão na atmosfera – além das que naturalmente fazem parte dela –, mais a luz azul é espalhada, aumentando a vermelhidão no pôr-do-sol, como se pode notar na comparação entre um entardecer em São Paulo e outro no interior.

Marte provavelmente tem um céu de coloração alaranjada ou avermelhada, por causa de sua atmosfera fina e das partículas de poeira presentes nela.

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