Viajas en tu auto por una carretera recta, solitaria, en un día caluroso, seco y soleado. El paisaje es precioso, arbustos, barrancas y desierto a tu alrededor, pero espera… hay algo insólito frente a ti. ¿Es eso un charco de agua en la carretera? ¿Cómo puede ser?
Conforme avanzas parece alejarse de ti, como si no quisiese que lo alcanzaras.
Esa imagen cautiva tu atención, ese charco que parece un espejo comienza a desvanecerse. Y notas que por encima de la carretera el paisaje parece tener movimiento.
¿Qué será lo que lo provoca?
Debido a los rayos solares, el asfalto de la carretera se calienta mucho y calienta el aire que está sobre ella. El aire caliente en contacto con el piso se vuelve menos denso que el aire que se encuentra más arriba, es decir, en el aire caliente hay menos partículas por unidad de volumen que en el aire frío. Entre menos denso sea el aire, es decir mientras más caliente esté, más rápido viaja la luz a través de él. La diferencia de velocidad de la luz entre el aire tibio de arriba y el aire caliente justo encima de la carretera hace que los rayos de Sol que van hacia el suelo adquieran una trayectoria curva. Algunos de esos rayos llegan a tus ojos. Tú los ves como si vinieran originalmente de la carretera, pero en realidad vienen de más arriba. La capa de aire caliente que cubre el asfalto actúa como una superficie reflejante. Pero no como un espejo plano y fijo, sino como un espejo con movimiento.
Aire caliente y tibio se entremezclan de manera turbulenta y produce que, por momentos, el efecto reflejante desaparezca y vuelva a aparecer en distintos puntos.
Así como en la superficie de la carretera los rayos se curvan para crear un espejismo, del mismo modo los rayos que provienen, por ejemplo, de un auto que se encuentre a 1 kilómetro de ti sufren desviaciones en su camino debido a que pasan a través del aire caliente, tibio o frío que está en constante movimiento. Por eso pareciera que el auto cambia de forma, desaparece y vuelve a aparecer, lo ves como borroso.
La turbulencia que mezcla aire con distintas temperaturas crea estos efectos ópticos. Lo mismo sucede en observaciones astronómicas. Aunque no haga mucho calor, en los primero 25 kilómetros de altura de la atmósfera, siempre hay mezcla de aire con temperaturas ligeramente distintas. Esto produce el romántico centelleo de las estrellas que todos hemos visto, pero menos romántica es la consecuente degradación de la calidad de las observaciones astronómicas: las imágenes de los astros se ven borrosas. Afortunadamente, ya hay métodos como la óptica adaptativa, que corrigen estos defectos y se logra obtener imágenes desde la Tierra tan buenas, o incluso mejores, que imágenes tomadas desde el Espacio.
En el CFATA una de las líneas de investigación es la Turbulencia Óptica en la atmósfera y sus efectos en observaciones astronómicas desde hace más de 10 años.
