Por qué a veces aparecen varios arcoíris dentro de uno solo
Escampa a media tarde, el sol vuelve a salir a tu espalda y, sobre las nubes que se alejan, se dibuja el arcoíris. Pero fíjate en su borde de dentro, el violeta, porque a veces el arco no termina ahí. Debajo asoma una franja verde, luego otra rosada, después otra verde, cada vez más tenues, como si dentro del arcoíris cupieran otros más pequeños.
Son los arcos supernumerarios, y los fabrica la propia luz al comportarse como una onda dentro de las gotas de lluvia. Aparecen cuando esas gotas miden alrededor de un milímetro o menos y son casi todas del mismo tamaño. Lo normal es ver una, dos o tres; cinco ya es una rareza. La imagen que la NASA eligió como foto astronómica del día el domingo 4 de octubre de 2026 tenía al menos cinco en un solo disparo. La tomó el fotógrafo John Entwistle en 2018, en la costa de Nueva Jersey (Estados Unidos).
¿Cuántos arcoíris caben dentro de uno?
Entwistle la subió a Instagram el 18 de septiembre de 2018 y habló de un arcoíris «quíntuple» al atardecer, después de que los restos del huracán Florence pasaran por la zona. Durante media hora, las franjas aparecieron y se desvanecieron delante de él y de su hija, cuenta la NASA. Gunther Können, climatólogo jubilado del Instituto Meteorológico de los Países Bajos (KNMI), explicó entonces a Live Science que las fotos con dos o tres supernumerarios abundan, y que ver cinco en la naturaleza es «excepcional».
Cinco tampoco es el techo. Atmospheric Optics, la web de referencia sobre los fenómenos ópticos del cielo, publicó un arcoíris fotografiado por Denis Betsch cerca de Estrasburgo (Francia) con siete u ocho, algo que califica de muy raro; una o dos franjas, en cambio, se ven a menudo. La misma web recuerda que su número y su separación cambian de un minuto a otro. Raymond Lee, profesor de la Academia Naval de Estados Unidos, añadía en Live Science que son bastante comunes, aunque el brillo del arco principal las tapa, y que cuando aprendes a reconocerlas empiezas a verlas en muchos arcoíris.
Todas esas franjas son parte del mismo arcoíris. El doble de toda la vida, el secundario, sale por fuera del principal, a unos 51 grados del centro, más ancho y más débil y con los colores al revés, rojo por dentro y violeta por fuera, según el Atlas Internacional de Nubes de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Entre los dos queda una franja de cielo más oscura, la banda de Alejandro. Los supernumerarios van por dentro, pegados al violeta, y sus colores son pastel, sin el rojo intenso del arco principal. Tampoco hay que confundirlos con los arcos gemelos, rarísimos, en los que el arco principal parece partirse en dos cuando se mezclan gotas de tamaños distintos, también según la OMM.
Qué pasa dentro de cada gota (sin fórmulas)
La explicación de los libros de texto dice que un rayo de sol entra en la gota, se desvía, rebota en el fondo y sale por delante, hacia ti, separado en colores. Con esa geometría, la de Descartes y Newton, se entiende por qué el arco mide lo que mide, unos 42 grados de radio alrededor de la sombra de tu cabeza. Lo que no se explica con ella son las franjas de más.
Esa geometría pasa por alto que, en cada punto un poco por dentro del arco, la luz puede llegarte por dos caminos. Uno entra en la gota más cerca del centro y otro más cerca del borde. Los dos rebotan en el mismo punto del fondo y salen en la misma dirección, pero uno ha recorrido algo más que el otro.
Eso importa porque la luz es una onda, como las que se forman en un estanque al tirar una piedra. Si las dos llegan acompasadas, cresta con cresta, se suman y ves luz. Si una llega media onda por detrás, la cresta de una cae en el valle de la otra y se apagan entre sí. Hablamos de diferencias diminutas, porque media onda de luz visible mide entre 0,2 y 0,35 milésimas de milímetro.
En el borde mismo del arcoíris, los dos caminos se funden en uno, y por eso el arco principal es la parte más brillante. A medida que miras hacia dentro, la diferencia entre ellos crece y la luz se reparte en bandas que se suman, se anulan y se vuelven a sumar. Cada vez que se suman aparece un arco supernumerario. Como cada color tiene su propio tamaño de onda, cada uno coloca sus franjas en un sitio algo distinto, y al mezclarse salen esos verdes, rosas y morados tan suaves.
Por qué hacen falta gotas pequeñas y casi iguales
El tamaño de la gota marca la separación entre franjas. En una gota grande, la diferencia entre los dos caminos crece muy deprisa en cuanto te apartas del borde del arco, y las franjas salen finas y apretadas, pegadas al arco principal, donde se pierden entre sus colores. Además, el Sol ocupa en el cielo un disco de medio grado, y eso emborrona las franjas más finas, como muestran las simulaciones de Atmospheric Optics. En una gota pequeña la diferencia crece despacio, y las franjas salen anchas y separadas.
Pero tampoco vale cualquier lluvia fina. Cada tamaño de gota dibuja sus franjas con su propia separación, y si en el chaparrón hay gotas de muchos tamaños, las franjas brillantes de unas caen en los huecos oscuros de otras y todo se funde en un resplandor blanquecino. En esas simulaciones, para conservar unas tres franjas, las gotas de 0,4 milímetros pueden variar un 14 % de tamaño; las de 0,86, un 6 %, y las de 1,5, solo un 4 %. Thomas Young, el primero en explicarlas, calculó en 1803 que, para dar franjas como las que se habían descrito, las gotas debían medir alrededor de un tercio de milímetro.
Con gotas demasiado pequeñas, como las de la niebla, pasa lo contrario. Las franjas de cada color se ensanchan tanto que se pisan entre sí y el arco pierde el color. Es el arco de niebla, que la OMM describe como una banda blanca con un ribete rojo por fuera y azul por dentro, y que aparece, según el físico J. D. Jackson, con gotas de menos de una décima de milímetro.
¿Y por qué casi siempre en lo alto del arco? Benjamin Langwith, un párroco inglés, ya se fijó en 1722 en que nunca las veía en la parte baja, y sospechó que las gotas de arriba tenían alguna propiedad que perdían al caer y mezclarse. Tres siglos después, la explicación de Atmospheric Optics va en esa línea. Puede que arriba las gotas sean más pequeñas, y las grandes caen algo achatadas. La luz que forma la parte alta del arco las cruza por su perfil aplastado, y eso hace que gotas de tamaños distintos dibujen franjas con una separación parecida, de unos 0,7 grados (algo más de lo que ocupa la Luna llena), que no se borran entre sí. En las patas del arco, la luz atraviesa las gotas por su contorno redondo y cada tamaño vuelve a poner sus franjas en un sitio distinto.
De un párroco inglés a Young y Airy
Langwith era rector de Petworth, en el condado inglés de Sussex, y su observación más completa es del 21 de agosto de 1722. Hacia las cinco y media de la tarde vio bajo el arco principal franjas verdes y de un púrpura rojizo que se alternaban, y una última que aparecía y desaparecía tan deprisa que no podía fijar la vista en ella. Anotó cuatro series de colores, incluida la del arco de siempre, y quizá el principio de una quinta. Para que nadie dudara de sus ojos, pidió a un clérigo y a otros cuatro caballeros que lo miraran con atención. Sus cartas se publicaron en las Philosophical Transactions, la revista de la Royal Society de Londres.
Explicarlo costó casi un siglo. El médico Henry Pemberton intentó encajarlo en la óptica de Newton, que trataba la luz como un chorro de partículas, con unos rayos dispersados en el fondo de la gota. Ochenta años después, Thomas Young descartó esa idea porque ese reflejo sería demasiado débil para verse.
Young, médico y físico británico, leyó el 24 de noviembre de 1803 ante la Royal Society una conferencia sobre óptica, la Bakerian Lecture, publicada en 1804. En uno de sus apartados aplicaba a los arcos de Langwith su idea de la interferencia, la de dos porciones de luz que se refuerzan o se anulan según la diferencia de camino. También explicó por qué se ven tan poco. Rara vez coinciden en un chaparrón gotas tan parecidas, aunque puede pasar, escribió, porque si hasta las medicinas se miden dejándolas caer gota a gota de un frasco, la naturaleza también puede formar gotas así de uniformes. Hoy se cuentan entre las primeras pruebas de que la luz se comporta como una onda, como recordaba la NASA en su foto del día.
Faltaba saber dónde cae exactamente cada franja. George Biddell Airy, astrónomo real británico, lo calculó con la teoría de las ondas en un trabajo que leyó ante la Sociedad Filosófica de Cambridge en 1836 y 1838. De paso demostró que ni siquiera el arco principal está donde lo pone la geometría, porque su brillo máximo cae un poco por dentro, a una distancia que depende del tamaño de las gotas. La integral que usó lleva hoy su nombre, y su teoría, aproximada pero suficiente, es la que usa Atmospheric Optics para simular los supernumerarios.
Dónde y cuándo buscarlos en España
Las condiciones son las de cualquier arcoíris, y Rubén del Campo, de AEMET, las repasa en el blog de la agencia. Hace falta lluvia delante, el sol a tu espalda, un hueco entre las nubes para que su luz llegue a la cortina de agua y el sol a menos de 42 grados sobre el horizonte. El arcoíris, añade, suele llegar con los chubascos de otoño y primavera. El centro del arco es la sombra de tu cabeza, y cuanto más bajo está el sol, más alto queda el arco; al amanecer y al atardecer puede formar casi un semicírculo, según la OMM.
Para los supernumerarios, mira pegado al violeta y en lo alto del arco, y dales unos minutos, porque van y vienen. La regla de los 42 grados deja fuera las horas centrales del día buena parte del año. El 21 de junio, en Madrid, el sol pasa de esa altura de las 10:41 a las 17:52 (hora peninsular), y a primeros de octubre todavía la supera un rato alrededor de las dos de la tarde. En invierno no llega a ella ni a mediodía. Estas son las fechas en que el sol de mediodía se queda por debajo de 42 grados, y un chubasco con sol puede dejar un arcoíris a cualquier hora.
| Ciudad | El sol de mediodía no pasa de 42 grados |
|---|---|
| A Coruña | Del 5 de octubre al 8 de marzo |
| Barcelona | Del 10 de octubre al 3 de marzo |
| Madrid | Del 13 de octubre al 28 de febrero |
| Sevilla | Del 21 de octubre al 20 de febrero |
| Santa Cruz de Tenerife | Del 19 de noviembre al 22 de enero |
| Las Palmas de Gran Canaria | Del 21 de noviembre al 20 de enero |
Cómo fotografiarlos
Al revés que con Saturno o con las Dracónidas, que piden exposiciones largas de noche, el arcoíris se fotografía de día y con el móvil en la mano. Lo difícil es que las franjas son finas y de colores suaves, y en una foto del arco entero apenas se notan.
- Acércate con el zoom a lo alto del arco, por dentro del violeta. El arco completo, un círculo de 84 grados de diámetro, cabe mejor con el gran angular del móvil (0,5x) y se queda para otra foto.
- Baja un poco la exposición. En el móvil, toca sobre el arco y arrastra hacia abajo el control de brillo; con el cielo algo más oscuro, los tonos pastel destacan más, y aún mejor si detrás hay nubes oscuras.
- Haz varias fotos durante unos minutos, porque el número de franjas y su separación cambian de un momento a otro.
- Con un filtro polarizador, gíralo despacio y mira también el cielo con tus propios ojos, como aconseja Nasim Mansurov en Photography Life. Los hay de pinza, que se colocan delante de la cámara, como este filtro polarizador para el móvil (en Amazon). En una posición el arco casi desaparece y en otras se aviva, y con él las franjas supernumerarias cambian de sitio y pueden verse más nítidas, según Atmospheric Optics. La luz del arcoíris sale casi totalmente polarizada, algo que ya comprobó David Brewster en 1812, y vibra a lo largo del propio arco, como midieron en 2001, en un arcoíris de Finlandia, András Barta y su equipo, de la Universidad Eötvös Loránd de Budapest.
- Quítate las gafas de sol polarizadas. Con la cabeza recta apagan sobre todo la parte alta del arco, que es donde suelen estar los supernumerarios.
Esas franjas verdes y rosadas que asoman bajo el violeta, y que duran lo que tarda en pasar el chaparrón, son las mismas que Langwith hizo mirar a sus cinco testigos en 1722 y las que Young usó para defender que la luz viaja como una onda. Si aparecen, la lluvia que tienes delante te está contando que sus gotas son pequeñas y casi gemelas.
Enlaces de afiliado: si compras a través de los enlaces de este artículo, Ping Cero puede recibir una comisión, sin coste extra para ti. En calidad de Afiliado de Amazon, obtengo ingresos por las compras adscritas que cumplen los requisitos aplicables.
Fuentes
- Thomas Young: «The Bakerian Lecture: Experiments and Calculations Relative to Physical Optics», Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 94, págs. 1-16 (leída el 24 de noviembre de 1803 y publicada en 1804; el apartado III trata de los arcos supernumerarios), en inglés.
- Benjamin Langwith: cartas sobre los arcos de colores pegados al borde interior del arcoíris, y Henry Pemberton: carta a James Jurin sobre esas observaciones, Philosophical Transactions, vol. 32 (1722-1723), en inglés.
- George Biddell Airy: «On the Intensity of Light in the neighbourhood of a Caustic», Transactions of the Cambridge Philosophical Society, vol. 6, pág. 379 y siguientes (leído el 2 de mayo de 1836 y el 26 de marzo de 1838), en Internet Archive y en inglés.
- NASA: «Supernumerary Rainbows over New Jersey», foto astronómica del día del 4 de octubre de 2026, con foto de John Entwistle (en inglés).
- Live Science: «Rare Quintuple Rainbow Captured by Photographer in New Jersey» (2 de octubre de 2018), con declaraciones de Gunther Können y Raymond Lee (en inglés).
- Organización Meteorológica Mundial, Atlas Internacional de Nubes: arco iris primario, arco iris secundario, arco iris supernumerario y arco de niebla, consultados el 8 de octubre de 2026.
- AEMET: «Observando el arcoíris», de Rubén del Campo (1 de junio de 2016).
- Atmospheric Optics: arcos supernumerarios, supernumerarios y tamaño de las gotas, siete supernumerarios (foto de Denis Betsch) y arcos y polarización, consultados el 8 de octubre de 2026 (en inglés).
- J. D. Jackson: «From Alexander of Aphrodisias to Young and Airy», Physics Reports, vol. 320 (1999), págs. 27-36 (en inglés).
- András Barta, Gábor Horváth, Balázs Bernáth y Viktor Benno Meyer-Rochow: «Imaging polarimetry of the rainbow», Applied Optics, vol. 42 (20 de enero de 2003), págs. 399-405, con las medidas de un arcoíris de Oulu (Finlandia) de julio de 2001 (en inglés).
- Photography Life: «How to Photograph a Rainbow», de Nasim Mansurov (actualizado el 2 de agosto de 2023, en inglés).
- Altura del Sol: cálculo propio con las ecuaciones de la calculadora solar de la NOAA, comprobado con el sistema Horizons del JPL (NASA) el 8 de octubre de 2026.
- Foto de Berlín: Johannes Bahrdt (Wikimedia Commons), con licencia CC BY-SA 4.0; reducida de tamaño.
- Imagen de portada: foto de un arcoíris con bandas supernumerarias en Kuusamo (Finlandia), de Mika-Pekka Markkanen (Wikimedia Commons), con licencia CC BY-SA 4.0; recortada y con texto de Ping Cero. La portada se comparte con la misma licencia.
