miniatura|Bandes d'ombra observades durant l'eclipsi total de Sol del 21 d'agost de 2017. El vídeo mostra un llençol blanc (0,91 × 1,7 metres) estès a terra sota la llum del Sol. Les bandes d'ombra comencen sent tènues, esdevenen progressivament molt més intenses a mesura que el prim creixent de llum solar es va reduint, i desapareixen sobtadament en el moment en què arriba la foscor corresponent al segon contacte de l'eclipsi total. A la pista d'àudio se sent la reacció del públic davant l'espectacle visual de les bandes d'ombra i de la foscor de l'eclipsi. Les bandes d'ombra són fines línies ondulades de llum i foscor alternades que es poden veure movent-se i ondulant-se en paral·lel sobre superfícies de color uniforme immediatament abans i després d'un eclipse de Sol total. Són causades per la refracció deguda a la turbulència atmosfèrica de la Terra del fi creixent solar, que s'estreny fins a convertir-se en una escletxa estreta i col·lima cada vegada més la llum que arriba a la Terra durant els minuts immediatament anteriors i posteriors a la totalitat.
L'estructura detallada de les ombres és deguda als patrons aleatoris de la fina turbulència de l'aire que refracta la llum solar col·limada procedent del prim creixent de l'eclipsi.
El ràpid moviment lliscant de les bandes és degut als corrents d'aire canviants combinats amb el moviment angular del Sol projectat a través de les capes més altes de l'atmosfera. El grau de col·limació de la llum augmenta gradualment a mesura que el creixent s'estreny, fins que el disc solar queda completament cobert i l'eclipsi és total.
Les estrelles pampalluguen pel mateix motiu. Tota la llum que travessa l'atmosfera terrestre es troba amb petites pertorbacions de temperatura, pressió i humitat. Aquestes pertorbacions modifiquen l'índex de refracció de l'aire, de manera que la llum travessa, en essència, una infinitat de petits prismes. Així, tot el cel sembla «dansar» aleatòriament a l'escala d'aquestes pertorbacions. Tanmateix, aquestes són tan petites que fins i tot el disc visible dels planetes (Venus, Júpiter, etc.) és més gran que aquesta escala de «dansa», i per això la seva brillantor sembla mantenir-se estable. Només les estrelles es veuen afectades de manera apreciable, perquè són tan llunyanes que, essencialment, són punts de llum. Per aquest motiu, els astrònoms de vegades utilitzen la frase «les estrelles pampalluguen, els planetes no». De manera similar, les bandes d'ombra són, en essència, el «pampallugueig» del prim creixent del Sol durant els segons que envolten la totalitat.
Història El 1820, Hermann Goldschmidt, d'Alemanya, va observar bandes d'ombra visibles just abans i després de la totalitat en alguns eclipsis. El 1842, George B. Airy, astrònom reial anglès, va contemplar el seu primer eclipsi total de Sol. Va recordar les bandes d'ombra com un dels aspectes més destacats: «Quan s'acostava la totalitat, es veia una estranya fluctuació de la llum sobre les parets i el terra, tan sorprenent que en alguns llocs els nens hi corrien al darrere i intentaven atrapar-la amb les mans.»M. Littmann, K. Willcox, F. Espenak: Totality: eclipses of the sun 2nd edition. Oxford University Press. p. 119 El 1905, Catherine Octavia Stevens va observar bandes d'ombra a l'inici de l'eclipsi total del 30 d'agost a Cas Català, Mallorca. «Pel que fa al seu aspecte i a la manera com avançaven, es va observar que es desplaçaven amb un moviment alhora ràpid i ordenat; no hi havia cap confusió entre les línies ondulades, sinó que totes avançaven en una mateixa direcció i en formació paral·lela, travessant el terra tal com es poden veure els reflexos de les ones de l'aigua a la part inferior d'una embarcació, tot i que en el cas de les bandes d'ombra semblava que hi havia una expressió més marcada del moviment cap endavant.» Els núvols van impedir les observacions després de la totalitat.Stevens, Catherine O., The Problem of "Shadow Bands", Journal of the British Astronomical Association, Volume 16, No 2, 1906, pp60-62 22 anys després d'haver observat el mateix eclipsi des de Saragossa, l'astrònom aficionat britànic Percy Mayow Ryves va escriure a les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society que aquella experiència l'havia convençut «que les bandes d'ombra eren el resultat de la llum procedent d'una font molt petita, un petit segment del disc solar, que revelava les irregularitats de densitat de l'atmosfera, d'una manera semblant a com les irregularitats del vidre d'un finestral són revelades per la llum del planeta Venus». El 2008, l'astrofísic britànic Stuart Eves va especular que les bandes d'ombra podrien ser un efecte dels infrasons, en què l'ombra de la Lluna es desplaça a velocitat supersònica i indueix una ona de xoc atmosfèrica. Tanmateix, el professor d'astronomia Barrie Jones, expert en bandes d'ombra, va afirmar: «La teoria [acceptada] funciona; no cal buscar-ne una d'alternativa.» El 2024, estudiants de la Universitat de Pittsburgh van dissenyar una prova empírica per recollir evidències tant de la teoria de la turbulència atmosfèrica com de la teoria de l'escletxa lunar. La prova de la teoria de la turbulència atmosfèrica consistia a utilitzar un globus d'altitud elevada equipat amb instruments meteorològics per mesurar les relacions entre la humitat, la temperatura i la pressió atmosfèrica de l'atmosfera i les bandes d'ombra observades a terra. La prova de la teoria alternativa consistia a enviar un altre globus d'altitud elevada fins als 90.000 peus sobre Concan, Texas, per detectar patrons de llum que indiquessin la presència de bandes d'ombra fora de l'atmosfera.
Referències
Categoria:Llum Categoria:Eclipsis solars