How big is Longitud de onda infrarroja?

La luz infrarroja es luz con ondas demasiado largas para que el ojo humano las vea. 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 sí pueden sentir algunas en forma de calor.

La Comisión Internacional de la 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 son unas 1,300 veces más largas que 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 pertenece al IR-C.

Otras disciplinas 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 intervalo de 4.9 a 28.8 micrómetros. En las ciencias de la Tierra se llama infrarrojo térmico al intervalo de 8 a 15 micrómetros, porque esas longitudes de onda son las mejores para estudiar el calor que emite la Tierra. Los 15 micrómetros del explorador quedan en el extremo largo de esa banda.

Comparaciones de tamaño

Hacen falta unas cinco a siete ondas de 15 micrómetros, puestas una tras otra, para cubrir el ancho de un cabello humano, que mide de 80 a 100 micrómetros.
Una onda de 15 micrómetros es unas 20 veces más larga que una onda de luz roja, la más larga que las personas pueden ver, de unos 700 nanómetros.
Un control remoto de televisión usa luz infrarroja con ondas de unos 940 nanómetros. Una onda de 15 micrómetros es 16 veces más larga.
Una onda de 15 micrómetros mide 1.5 veces el ancho del glóbulo blanco de 10 micrómetros que está a su lado en el explorador, y cerca del doble del ancho de un glóbulo rojo, que mide de 7 a 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 del Sol y encontró que la temperatura subía del azul al rojo. Más allá del extremo rojo, donde no veía ninguna luz, la temperatura era aún más alta.

Los objetos muy calientes, como el fuego, emiten luz visible además de infrarroja. Los objetos menos calientes, como las personas y los animales, solo emiten luz infrarroja. Las cámaras infrarrojas y los lentes de visión nocturna detectan esa luz, así que pueden mostrar cuerpos cálidos que los ojos no pueden ver.

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 que más del 97 por ciento de la energía que emite la Tierra tiene longitudes de onda de entre 4 y 100 micrómetros. Los gases del aire absorben una parte y calientan la superficie; a esto se le llama efecto invernadero. Gracias a él, la temperatura promedio de la superficie de la Tierra es de 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 más de unos 12 a 13 micrómetros, incluida la de 15 micrómetros. Eso está cerca de la longitud de onda en la que la superficie de la Tierra emite más energía, alrededor de 12.5 micrómetros. El vapor de agua absorbe una parte pequeña de la luz de entre unos 8 y 14 micrómetros, una ventana atmosférica por la que buena parte de ella 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 por sus siglas en inglés, puede tomar imágenes a 15 micrómetros. Sus detectores deben mantenerse por debajo de 7 kelvins, es decir, 7 grados por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible. El telescopio lleva un refrigerador llamado criorrefrigerador solo para ellos.

En 2023, un equipo de astrónomos usó 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. El lado diurno del planeta brillaba a 15 micrómetros con la misma intensidad que una superficie de unos 500 kelvins (unos 230 grados Celsius).

Eso coincide 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 se viera más frío.