aureole

Aureole e Corone testimoniano la natura ondulatoria della luce. Ecco come distinguerle. Che aspetto hanno? Alzando lo sguardo verso un cielo leggermente velato si può assistere a uno spettacolo di anelli colorati e concentrici che abbracciano il Sole o la Luna, come un’eco luminosa. Sono le corone, spesso precedute da una aureola centrale. E' frequente l’errore di non distinguere l’aureola dalla corona, finendo per chiamare “corona” qualsiasi anello visibile attorno al Sole o alla Luna. In realtà l’aureola è la parte più interna che avvolge strettamente la sorgente luminosa. E’ luminosa e biancastra e con anelli concentrici ad essa che vanno dal giallo al rosso. La corona, invece, è un fenomeno più articolato e decisamente più raro, costituito da uno o più anelli colorati concentrici che circondano l’aureola. Aureola lunare a sinistra e Corona lunare a destra (©M.G. Pace) Si può dire che l’aureola è una componente della corona, ma non ogni aureola evolve in una corona completa. Una corona completa si compone quindi di: Un disco centrale luminoso, spesso con bordo giallo o rosso: è l’aureola; Uno o più anelli colorati che sfumano verso l’esterno: dal blu-violetto interno fino al rosso. Il diametro angolare di una corona completa può estendersi fino a circa 15°, sebbene nella maggior parte dei casi i primi anelli colorati si sviluppino entro i 5°molto più piccolo quindi rispetto all’alone da 22°. Formazione di una Pluricorona lunare con anche un alone a 22° © M.G. Pace La Luna è una sorgente particolarmente adatta per osservare questo fenomeno, perché la sua luce è debole e può essere guardata senza protezioni e o precauzioni. Dove cercarli? Le corone si osservano più facilmente quando una sorgente luminosa, come il Sole o la Luna ma anche attorno a pianeti brillanti, come Venere o Giove, è velata da nubi sottili, come cirrocumuli o stratocumuli. Pluricolorna lunare e alone nella costellazione dei Gemelli © M.G. Pace Senza alzare gli occhi al cielo, delle corone si possono manifestare anche: Sui fari delle auto visti attraverso un parabrezza appannato; Sui tessuti sintetici (come le bandiere di nylon) retroilluminati; Ma ATTENZIONE: non osservare mai il Sole direttamente Osservare il Sole a occhio nudo è pericoloso e può causare danni permanenti alla vista, anche in presenza di nubi sottili o foschia. Per questo motivo, è sconsigliato cercare aureole o corone solari guardando direttamente il Sole, anche se sembra schermato da velature. Corona Solare © M.G. Pace Un metodo sicuro per osservare questi fenomeni è: guardare il riflesso del Sole su una superficie non riflettente perfetta, come un finestrino oscurato di un’auto o una pozza d’acqua sull’asfalto; oppure cercare le corone attorno alla Luna, che è molto meno luminosa e può essere osservata senza protezioni. Corona solare osservata riflessa su una pozzanghera (© M.G. Pace) L’osservazione indiretta consente di apprezzare la struttura della corona o dell’aureola senza rischi per la vista. Quando si formano? Le corone si formano in presenza di particelle piccole e uniformi sospese nell’atmosfera: goccioline d’acqua in nubi sottili, cristalli di ghiaccio, polline, polvere o aerosol. I momenti ideali per osservarle sono quelli in cui il cielo è velato ma non coperto, e la luce della sorgente (solare o lunare) riesce comunque a filtrare. Come si formano? La loro origine affonda nella natura ondulatoria della luce: una danza di onde che si diffondono, si sovrappongono e interferiscono. Le corone si formano per diffrazione della luce quando questa incontra minuscole particelle sospese nell’atmosfera: goccioline d’acqua di nubi come cirrocumuli o stratocumuli, cristalli di ghiaccio, ma anche granelli di polline, polvere o aerosol. Corona lunare e fulmini (© M.G. Pace) Secondo il principio di Huygens-Fresnel, ogni punto sulla superficie di una particella agisce come sorgente di onde sferiche. Queste onde interferiscono: Dove si sommano: zone luminose (interferenza costruttiva); Dove si annullano: zone scure (interferenza distruttiva). Il risultato è un pattern concentrico, alternato tra zone chiare e scure, con colori diversi a seconda della lunghezza d’onda. Per fare evolvere una aureola in corona, le condizioni devono essere particolarmente favorevoli: in particolare, le particelle atmosferiche (come le goccioline d’acqua) devono essere tutte di dimensione molto simile. Solo così si possono generare gli anelli colorati regolari e distinti che caratterizzano una vera corona. Goccioline più piccole → corone più grandi e ben definite; Goccioline più grandi o variabili → corone più piccole e sfocate, che spesso sfumano in iridescenza. I colori della corona dipendono dalla lunghezza d’onda: il viola/blu genera anelli più piccoli, il rosso anelli più ampi. La corona rossa esterna può essere quasi il doppio della dimensione di quella violetta interna. In condizioni particolarmente favorevoli si possono formare molti più anelli, dando origine a una pluricorona. Ordine dei colori concentrici in una Pluricorona(© M.G. Pace) Sono rare? Le corone non sono rarissime, ma passano spesso inosservate. Sono più comuni della gloria o di altri fenomeni ottici atmosferici, ma richiedono condizioni ben precise: particelle di dimensione simile, cielo velato, e luce che filtri senza abbagliare. Un caso particolare, oltre alla formazione di una Pluricorona, è l’osservazione contemporanea di corona e alone: ciò avviene quando due tipi di nubi si sovrappongono, ad esempio cirrostrati (che danno l’alone da 22°) e stratocumuli (che danno la corona). Altra rara combinazione di alone lunare e corona, visibili contemporaneamente grazie alla presenza di nubi di natura diversa in sovrapposizione. (© M.G.Pace) Corone o aureole allungate su pianeti Talvolta le aureole appaiono allungate verticalmente, un indizio che i cristalli di ghiaccio, polline o polveri responsabili, possono avere forme allungate (es. a colonna o a piastra) e non di forma sferica come per le goccioline d’acqua. Il grado di allungamento varia con l’altitudine del pianeta rispetto all’orizzonte. Velatura che ha dato origine a corone sulla parata di pianeti visibili. (©M.G.Pace) Corona allungata su Venere con il fenomeno del pillar (©M.G.Pace) Forma di aureola e corona durante le fasi lunari: Quando la sorgente luminosa non è puntiforme, come nel caso della Luna a falce o a quarto, la forma della sorgente luminosa può influenzare la simmetria apparente della corona, soprattutto nel disco centrale (l’aureola) e nei primi anelli più interni. Corona lunare non circolare durante il quarto di Luna (© M.G.Pace) Quindi, quando la sorgente non è circolare o simmetrica, come una Luna a quarto, il risultato della diffrazione non sarà perfettamente circolare: gli anelli appaiono deformati o schiacciati nella stessa direzione della fase lunare. Questo effetto si nota soprattutto nei colori più deboli e nei punti dove la luminosità è minore, e può dare l’impressione che la corona “segua” la forma della falce lunare e gli anelli tendono a ricalcare la sagoma della Luna Corona Lunare non circolare durante il quarto di Luna © M.G.Pace Aureola Lunare non circolare durante la falce di Luna (© Marcella Giulia Pace) Come non confonderli con altri fenomeni simili? Ci sono diversi fenomeni che possono somigliare a una corona ma hanno origine diversa: Aloni solari/lunari: causati da rifrazione su cristalli di ghiaccio esagonali, hanno diametri maggiori (22° o più); Glorie: formate da diffrazione all’indietro, appaiono spesso attorno all’ombra dell’osservatore su nuvole o nebbia; Sullo sfondo la Luna con aureola e in primo piano la proiezione della mia ombra sulla nebbia generata da una torcia frontalino che mi illuminava alle spalle. Attorno alla mia ombra si è formato il fenomeno della Gloria (© M.G. Pace/ G.Hofer) Iridescenze: Quando le goccioline nella nuvola sono di dimensione non uniforme, la regolarità degli anelli si perde e il fenomeno si trasforma in iridescenza: colori caotici e irregolari che appaiono tra le nubi, senza la simmetria concentrica tipica delle corone. Si tratta dello stesso fenomeno fisico, ma reso disordinato dalla variazione spaziale delle dimensioni delle particelle. Corona che si evolve in iridescenza (© M.G. Pace) Effetti fotografici: Diffrazione interna all’obiettivo della fotocamera, soprattutto con lenti sporche o umide; https://www.youtube.com/watch?vLV1IUeqdL_s&featureyoutu.be Effetto corona causato dall'appannaggio della lente (© M.G.Pace) Effetti da finestrino d’aereo, dovuti alla birifrangenza della plastica e alla polarizzazione della luce solare; Corone da apertura telescopica, visibili nelle immagini astronomiche ad alta risoluzione. Effetto diffrazione dalle lenti del telescopio (© M.G. Pace) Un buon modo per distinguere una corona reale da un artefatto è verificarne la presenza a occhio nudo, l’eventuale movimento e la coerenza con le condizioni atmosferiche. Fonti di riferimento OPOD; https://atoptics.co.uk/blog/oval-aureoles-and-coronae-around-stars-and-planets; “Atllante delle Meraviglie del Cielo” di Paolo Candy; “Light and Colors in the open air” di Marcel Gilles Jozef Minnaert; “Rainbow, Halos, and Glories” di Robert Greenler.

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Aureole e Corone: il cielo dipinto dalla diffrazione

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