How big is Longitud de onda infrarroja?

La luz infrarroja es luz con ondas demasiado largas para que los ojos humanos las vean. El explorador muestra una onda infrarroja de 15 micrómetros de longitud. Un micrómetro es una millonésima de metro, o una milésima de milímetro. Las ondas de esta longitud están entre las que la Tierra emite en forma de calor.

Longitud de onda

La luz viaja como una onda, y su longitud de onda es la distancia entre una cresta de la onda y la siguiente. Las ondas infrarrojas son más largas que las de la luz visible. Las personas no pueden verlas, pero algunas de ellas sí pueden sentirlas como calor.

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) sitúa el rango infrarrojo entre unos 780 nanómetros y 1 milímetro. Un nanómetro es una milésima de micrómetro. Las ondas infrarrojas más largas tienen unas 1 300 veces la longitud de las más cortas. La CIE divide el rango en IR-A (780–1 400 nanómetros), IR-B (1,4–3 micrómetros) e IR-C (de 3 micrómetros a 1 milímetro), así que una onda de 15 micrómetros es IR-C.

Otros campos hablan de infrarrojo cercano, medio y lejano, y la CIE señala que los límites entre ellos varían según la aplicación. El telescopio espacial James Webb de la NASA considera infrarrojo medio el rango de 4,9–28,8 micrómetros. Los científicos que estudian la Tierra llaman infrarrojo térmico al rango de 8–15 micrómetros, porque esas longitudes de onda son las mejores para estudiar el calor que emite la Tierra. Los 15 micrómetros del explorador están en el extremo largo de esa banda.

Comparaciones de tamaño

Unas cinco a siete ondas de 15 micrómetros, colocadas de extremo a extremo, abarcarían el grosor de un cabello humano, que mide entre 80 y 100 micrómetros de grosor.
Una onda de 15 micrómetros es unas 20 veces más larga que una onda de luz roja de unos 700 nanómetros, la más larga que las personas pueden ver.
Un mando a distancia de televisor usa luz infrarroja de unos 940 nanómetros de longitud de onda. Una onda de 15 micrómetros es 16 veces más larga.
Una onda de 15 micrómetros tiene 1,5 veces el ancho del glóbulo blanco de 10 micrómetros que hay a su lado en el explorador, y aproximadamente el doble del ancho de un glóbulo rojo, que mide entre 7 y 8 micrómetros de diámetro.

La luz infrarroja y el calor

William Herschel descubrió la luz infrarroja en 1800. Colocó termómetros en cada color de la luz solar y comprobó que la temperatura subía del azul al rojo. Más allá del extremo rojo, donde no veía luz alguna, la temperatura era todavía más alta.

Los objetos muy calientes, como una hoguera, emiten luz visible además de infrarroja. Los objetos más fríos, como las personas y los animales, emiten solo luz infrarroja. Las cámaras infrarrojas y las gafas de visión nocturna detectan esa luz, por lo que pueden mostrar cuerpos cálidos que los ojos no ven.

El calor de la Tierra y el dióxido de carbono

La Tierra pierde calor hacia el espacio en forma de luz infrarroja. La Agencia Espacial Europea informa de que más del 97 % de la energía que emite la Tierra tiene longitudes de onda de entre 4 y 100 micrómetros. Algunos gases del aire absorben parte de esa energía y calientan la superficie, lo que se denomina efecto invernadero. Este efecto mantiene la temperatura media de la superficie terrestre en unos 15 grados Celsius, más de 30 grados por encima de la que tendría sin atmósfera.

El dióxido de carbono absorbe con fuerza la luz infrarroja de longitud de onda superior a unos 12–13 micrómetros, incluidos los 15 micrómetros. Eso queda cerca de la longitud a la que la superficie de la Tierra emite más energía, alrededor de 12,5 micrómetros. El vapor de agua absorbe poca luz de entre unos 8 y 14 micrómetros, una ventana atmosférica por la que gran parte de esa luz escapa al espacio, y más dióxido de carbono cierra en parte esa ventana.

Observar el espacio a 15 micrómetros

El Instrumento de Infrarrojo Medio del telescopio Webb, llamado MIRI, puede tomar imágenes a 15 micrómetros. Sus detectores deben mantenerse por debajo de 7 kelvin, es decir, 7 grados por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible. El telescopio lleva solo para ellos un refrigerador llamado criorrefrigerador.

En 2023, astrónomos usaron MIRI para medir la temperatura de TRAPPIST-1 b, un planeta rocoso a unos 40 años luz de la Tierra. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. La cara diurna del planeta brilló a 15 micrómetros con tanta intensidad como una superficie de unos 500 kelvin (unos 230 grados Celsius).

Esto concuerda con roca desnuda, sin una atmósfera que reparta el calor. Una atmósfera con mucho dióxido de carbono habría emitido menos luz de 15 micrómetros y habría hecho que el planeta pareciera más frío.