Fenómenos luminosos debidos a la reflexión de la luz

El crismón o la cruz que vio el Emperador romano Constantino y que lo convirtió al catolicismo fue un efecto de reflexión de la luz sobre cristales de hielo. Estos fenómenos luminosos debidos a la reflexión de la luz abarcan un amplio espectro de formas y tamaños.

Pilares de Sol y pilares de Luna
Los pilares son columnas verticales de luz que se extienden por encima y debajo del Sol, la Luna o cualquier otro objeto luminoso cuando estas fuentes de luz se encuentran a baja altura.

En climas fríos, cuando la atmósfera está en calma, los cristales de hielo que se encuentran flotando en el aire tienden a adoptar una posición paralela a la superficie de la Tierra, reflejando hacia el suelo la luz que les llega de los cuerpos luminosos localizados a baja altura. Esto produce haces o pilares verticales de luz blanca que se extienden por encima y por debajo de la fuente de luz.

Los movimientos o fluctuaciones debidas a la ligera brisa y que dispersan la luz lateralmente no llegan a tener un efecto importante si la fuente de luz y los cristales se encuentran en la misma dirección. Si el Sol se encuentra lo suficientemente bajo, la columna adoptará una intensa coloración roja.

Falso Sol

En ocasiones, cuando el Sol está sobre el horizonte, aparece encima de él un falso Sol, desde el que a veces se eleva al cielo una columna solar.

En las nubes cirrus se encuentran los cristales menos densamente empaquetados, por lo que éstas producen más fácilmente los Pilares de Fuego.

Las observaciones en países fríos y las ascensiones en globos meteorológicos han confirmado la estructura laminar de los cristales que producen las columnas, y la naturaleza prismática de los cristales que forman al halo de 22°.

Subsol
Si el Sol se encuentra lo suficientemente alto y los cristales planos están debidamente orientados, el pilar toma la forma de una mancha alongada bajo el horizonte. Para ciertas elevaciones, estas manchas dejan de parecerse a los pilares y toman la apariencia de discos luminosos.

El Subsol sólo es visible desde las alturas y se debe al reflejo del Sol en la cara superior de un banco de nubes de cristales y es tan brillante como el Sol mismo. Este fenómeno puede desarrollar sus propios Parhelios produciendo formaciones complicadas.

Cuando las caras de los cristales se encuentran totalmente horizontales, las manchas se acortan en su dimensión vertical. Los cristales reflejan el Sol como si se tratara de un espejo plano y sin inclinación. Esto ocurre cuando el Sol está sobre el horizonte y los cristales se encuentran debajo de él. El fenómeno se observa perfectamente desde los aviones o las montañas. Por lo regular su forma es imperfecta ya que la reflexión tiende a formar una elipse vertical. El Subsol se mueve a la par con el avión, girando, acelerando o frenando cuando éste lo hace, de la misma manera en que lo haría un arco iris. Desaparece repentinamente cuando la nube de cristales lo hace. Robert Greenler sospecha que este fenómeno puede explicar algunos reportes de OVNIS.

Círculo parhélico
Ocasionalmente pasa por el centro del Sol un círculo blanco débil y difuso, paralelo al horizonte y cruzando las posiciones del Parhelia, Antihelio, Parantihelia, etcétera. Es el círculo parhélico, en el que se forman los falsos soles.

Cuando los cristales planos y los prismas hexagonales se encuentran distribuidos horizontalmente, las caras laterales de los primeros y los extremos de los segundos se encuentran orientados verticalmente, formando un espejo vertical. La luz del Sol –colocado a 30° sobre el horizonte– se reflejará en esta capa, produciendo un círculo de luz blanca a una elevación constante bajo el horizonte y que pasa a través del Sol.

El Círculo Parhélico podría también corresponder a reflexiones en las bases de los prismas horizontales o mejor aún, de las laminillas adheridas a ellos.

Esta sugerencia de Dobrowolki no parece haber sido considerada con toda la importancia que tiene, porque es la única capaz de explicar la frecuencia de los Parhelios (según Louis Besson se veían en París un día de cada trece, siendo el halo ordinario visible un día de cada tres).

Subparhelia de 22°. Falsos Subsoles
A veces se pueden ver a los lados del Subsol dos objetos luminosos. Son los Subparhelia de 22°. Como hemos dicho, un Subsol lo suficientemente brillante puede crear sus propios falsos Subsoles.

Círculo Subparhélico
Cuando el Sol se encuentra a altitudes mayores a los 32° puede ocurrir una doble reflexión en las caras de los cristales. Cuando ocurre esto, el rayo emergente saldrá por la parte superior del cristal con el mismo ángulo que el rayo incidente. Esto produce un Círculo Parhélico reflejado de tal manera que aparecerá por debajo del horizonte. Éste es el Círculo Subparhélico, visible desde los aviones.

Parhelia de 120°
Es un efecto relativamente raro. Aparece como una mancha brillante sobre el Círculo Parhélico de 120°. Se debe principalmente a la reflexión total interna de una, o a veces dos, caras adyacentes que forman 120° entre sí, y en segundo lugar a la reflexión externa a través de ángulos de 50° ó 120°.

En el Punto Antihélico se producen varios efectos lumínicos. El primero de ellos es la formación de una especie de X o cruz en dicho punto. Otro efecto es la concentración de luz (antihelion) y una columna vertical de luz llamada Pilar Antihélico.

El Punto Antihélico es aquél que se encuentra en la posición contraria al Sol en el Círculo Parhélico, es decir, a 180° en el azimut del Sol (180° medidos en un plano horizontal).

El Parhelia de 120° se encuentra a 60° en azimut con el Punto Antihélico. Debido a esta proximidad a veces se le llama Paranthelia.

Arcos Antihélicos
C. S. Hastings en 1920 y Alfred Wegener (1880 – 1930) en 1926, sugirieron mecanismos similares para explicar el Arco Antihélico. Se debe a la reflexión de los rayos del Sol en los prismas hexagonales. La luz entra por una de las caras laterales del cristal, se refleja en uno de los extremos del mismo y sale por otra cara.

R. A. R. Tricker ha dado una explicación diferente y C.S. Hastings proporciona otros dos mecanismos.

Antihelio
En raras ocasiones se ve una mancha brillante y blanca dentro del Círculo Parhélico y opuesta al Sol. Esto es producto de la combinación del Círculo Parhélico y del Arco Antihélico en un punto común.

Franjas Antihélicas
Los prismas hexagonales contribuyen a la formación del Antihelio cuando dos de sus lados se encuentran orientados verticalmente. Sin embargo, si estos lados están más o menos inclinados, la luz se reflejará arriba y abajo, y a izquierda y derecha del Antihelio, apareciendo como arcos cortos que cruzan el Antihelio.

Arcos Antihélicos Oblicuos
Los arcos oblicuos blancos se ven emerger del Sol (sin cruzarlo), simétricamente sobre la vertical solar y están inclinados cerca de 60°. Estos arcos se unen en una curva continua sobre el Sol y producen Parhelios en su intersección con otros halos, especialmente con el de 22°. Se deben a la reflexión de la luz en agujas de hielo en posiciones particularmente estables –el eje mayor y dos caras completamente horizontales.

Parhelia de 90°.
Se ven entre el Sol y el Antihelio. Se deben a la intersección de este círculo con el halo de 90°.

Parhelia de posiciones variables.
Obviamente la intersección del Círculo Parhélico con los halos antisolares de 38° y 44° produce parhelios cuyas distancias al Antihelio son de 38° y 44° respectivamente. Esto, cuando el Sol está sobre el horizonte. La distancia decrece progresivamente con el incremento de la elevación solar.

Arcos Parhélicos de 120°
Un arco pequeño y sin color cruza a veces el Círculo Antihélico oblicuamente a cada antihelio de 120°. Estos arcos se deben al extremo horizontal de los cristales que producen el Parhelio de 120°, es decir, los que además de ser horizontales tienen un eje menor paralelo al plano de la vertical solar.

Halo de Bouger
Es un ancho anillo suspendido en el cielo, frente al Sol. Es incoloro y se le conoce también como Arco Iris Blanco porque, al igual que el común, surge en la parte del cielo opuesta al Sol.

Cruces.
Citemos, para terminar, las raras apariciones de cruces solares o lunares, consistentes en dos trazos luminosos que se cruzan sobre el Sol o sobre la Luna. Se deben, presumiblemente, a la ocurrencia de un Círculo Parhélico o segmento de él (trazo horizontal) y a un pilar o columna luminosa (trazo vertical). También pueden ser producidos por la intersección de halos de 22° secundarios o a alguna combinación de pilares, círculos parhélicos y halos secundarios.

Existen también los Arcos Subhélicos, los Arcos Subantihélicos o Arcos Antisolares, los Arcos de Kern…

La presencia de estos complicados meteoros luminosos provoca siempre interés y emoción y ha tenido a veces consecuencias históricas como en el caso de Constantino. La cruz que según los relatos vio en el cielo hacia el año 312 de nuestra era, y que motivara su conversión al cristianismo, pudo ser uno de esos fenómenos. Pudo haber sido la cruz que se forma en el punto antihélico o también las cruces que se forman frente del Sol o de la Luna. Cuando los cristales están distantes, la cruz aparece en el cielo lejano, pero cuando los cristales se encuentran cerca, la cruz también lo está, al parecer a pocos metros.

Otro tanto pudo haber ocurrido con la visión de Ezequiel. Dos halos concéntricos con un arco invertido sobre ellos y atravesados por una cruz con el centro en el Sol, daría la impresión de una rueda.

¿Ocurre lo mismo con algunas de las modernas observaciones de OVNIS?