Descubren el secreto de los arcoiris gemelos

A la izquierda se ven arcoiris múltiples. A la derecha se puede observar el extraño fenómeno del arcoiris gemelo, con dos arcos que nacen de uno común.

Un equipo internacional de científicos utilizó simulaciones para descifrar el secreto de un fenómeno óptico excepcional, tanto por su rareza como por su belleza: el arcoiris gemelo. El trabajo es presentado esta semana en la conferencia de diseño gráfico y animaciones SIGGRAPH 2012, que tiene lugar en Los Angeles.

A diferencia del arcoiris doble, que consiste en dos arcos separados y concéntricos, el gemelo se ve como dos arcos que se dividen a partir de una base común.

La clave del arcoiris gemelo está en la combinación de gotas de diferentes formas, según los investigadores. "Simulaciones anteriores asumían que las gotas eran esféricas. Esta forma puede explicar los arcoiris comunes o dobles, pero no los gemelos", señaló Wojciech Jarosz, uno de los autores del estudio, que también contó con la participación de investigadores de la Universidad de San Diego en California y la Universidad de Zaragoza.

Jarosz y sus colegas simularon arcoiris virtuales, considerando la forma de las gotas y sus interacciones complejas con la luz.

Los arcoiris resultan de la interacción de la luz solar con pequeñas gotas de agua en la atmósfera. Al caer, las gotas de agua se achatan o aplanan, debido a la resistencia del aire y este cambio en la forma es más prominente en las gotas de mayor tamaño.

Estas gotas acaban adoptando una forma similar a una hamburguesa, por lo que han sido llamadas "burgeroides".

"A veces se juntan dos precipitaciones diferentes. Cuando contienen gotas de tamaños distintos, cada conjunto produce arcoiris algo deformados, que se combinan para formar un arcoiris gemelo", dijo Jarosz.

Gotas aplanadas

"Afortunadamente ha habido muchos estudios previos sobre la forma física de las gotas cuando caen en el aire", dijo a BBC Mundo Iman Sadeghi, de la Universidad de San Diego, otro de los investigadores.

"Estos trabajos proveen una representación precisa de las interacciones de gotas de diferentes tamaños. Crear la geometría de las gotas en 3D a partir de estas representaciones fue muy fácil", señaló Sadeghi.

"Como demostramos en nuestro estudio, la gotas de mayor tamaño tienen formas no esféricas y esto afecta fundamentalmente el arco primario pero no el secundario. Por lo tanto, si tenemos una mezcla de gotas de agua esféricas y no esféricas, vermos dos arcos primarios y otro secundario que se superpone. Así es como se forman los arcoiris secundarios".

Los arcoiris resultan de la interacción de la luz solar con pequeñas gotas de agua en la atmósfera.

Aplicaciones

El hallazgo ocurrió durante un trabajo conjunto para Disney Research, el instituto de investigaciones en diseño gráfico, animaciones y computación financiado por la compañía cinematográfica.

La meta original era "lograr una forma mejor de representar digitalmente un arcoiris en películas animadas o juegos de video".

"Al comprobar que los métodos actuales de simulación no podían explicar el fenómeno, el misterio nos alentó a continuar con la investigación".

Jarosz y sus colegas creen que las nuevas simulaciones podrían tener aplicaciones futuras en meteorología, permitiendo inferior el tamaño de gotas de agua a partir de imágenes digitales.

Fuente: BBC Mundo.