Como se forma um halo solar?

O halo solar é mais um fenômeno óptico formado pela interação dos raios solares com cristais de gelo suspensos no alto da atmosfera terrestre. Ele é caracterizado como um círculo luminoso branco ou colorido ao redor do Sol — ou até mesmo, da Lua, no caso do halo lunar.

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Para entender como se forma um halo solar, é importante saber algumas características da luz, como a sua refração provocada por objetos translúcidos, como os cristais de gelo. É essa dinâmica que produz esse e outros fenômenos ópticos, embora cada um dependa de características específicas.

Como se forma um halo solar

O halo solar é um dos fenômenos ópticos mais comuns que ocorrem na atmosfera da Terra, principalmente em lugares mais frios, como a Rússia ou Antártida. Isso porque o fenômeno depende de um formato específico de cristais de gelo suspensos no ar.

A mais de 17 km de altitude, na troposfera, pequenos cristais de gelo cilíndricos com cinco lados, normalmente formados a partir de nuvens do tipo cirrus. Eles atuam como verdadeiros prismas mudando a velocidade e direção da luz — processo conhecido como refração.

Quando os raios solares atravessam os cristais de gelo, a luz branca é decomposta nas cores primárias — as mesmas de um arco-íris. Nesses cristais hexagonais, que não passam de 20,5 micrômetros de diâmetro, a luz é refrata duas vezes: ao entrar e sair do objeto.

Essas duas refrações produzem um halo luminoso a 22 graus de distância do Sol para quem observa o fenômeno. O halo solar é bem mais comum de ocorrer do que um arco-íris, pois a configuração dos elementos envolvidos nele são mais simples.

O arco-íris, além de ser produzido pela refração da luz em gotículas de chuva (enquanto elas caem), só é visível quando o observador está posicionado entre a chuva (ou qualquer outra fonte de partículas de água) e o Sol.

Para observar o halo solar, basta tampar o Sol com o polegar e, existindo cristais de gelo no alto da troposfera, o círculo luminoso aparecerá ao redor dele.

Características e variações do halo solar

Os halos solares sempre terão um ângulo próximo dos 22 graus, pois isso tem relação direta com o formato dos cristais de gelo que refratam a luz branca do Sol.

Não importa de qual altura ou posição o observador contemple o círculo luminoso, ele se manterá nesse ângulo de 22 graus. Curiosamente, a extensão do halo observado é quase a mesma de uma mão adulta.

A borda interna do arco tende sempre ao vermelho por conta da maneira como a luz é refratada nos cristais. Em alguns casos, outro halo solar pode ser observado, produzido por cristais de gelo ainda mais distantes, formando um círculo luminoso secundário com um ângulo de 46 graus.

Quando os cristais de gelo, além de hexagonais, são em formato de placas, um outro tipo de halo solar é formado: o parélio (ou sundog, em inglês). Este fenômeno é parecido com o halo comum, exceto pelos pontos luminosos à direita e à esquerda do círculo ao redor do Sol.

Vale destacar que a luz refratada é dispersa em todas as direções, mas o halo só é observado no círculo visual onde esses raios se concentram em relação aos olhos do observador.

Fonte: NOAA, NASA, UIUC Weather