La "Luz Zodiacal" es producida por la dispersión de la luz solar provocada por el medio interplanetario.

Antes de continuar, definiremos el medio interplanetario como la materia contenida en la región comprendida entre la esfera de acción de cada planeta individual y la del propio Sistema Solar.

El medio interplanetario lo constituyen el viento solar y el polvo o micrometeoroides. Este polvo interplanetario tiene una gran importancia en la evolución estelar ya que no sólo es propio de nuestro Sistema Solar, sino que está relacionado con la formación de nuevas estrellas. Por ello, el estudio de estos micrometeoroides nos puede abrir caminos para avanzar en el estudio de la Cosmología. Una forma de conseguir datos sobre este polvo, es el análisis óptico de la luz zodiacal.

La observación de la luz zodiacal puede resultar dificultosa por encontrarse difuminada por la contaminación lumínica y otros fenómenos como auroras, e incluso, la luz de la Luna. Pero en las zonas tropicales, después del ocaso y antes del orto, en un cielo limpio se distingue una pirámide de luz, que siguiendo la eclíptica, puede alcanzar el cenit.

De aquí procede el nombre de luz zodiacal, al verse siempre sobre las constelaciones zodiacales (situadas en la eclíptica). Grandes astrónomos de todos los tiempos hacen hincapié en la existencia de la luz zodiacal. Los egipcios la representaban como un triángulo y diversos estudios afirman que era conocida por los aztecas. Cassini dio una explicación aceptable a su origen, pero no fue hasta 1925, cuando se hicieron las primeras mediciones cuantitativas sobre su polarización, usándose la densidad de los electrones libres en el espacio.

El análisis óptico de la luz zodiacal puede realizarse tanto con instrumentos situados en la superficie terrestre, como en un satélite situado en órbita de nuestro planeta. La energía electromagnética que recibe el instrumento es el flujo luminoso esparcido en dicha dirección por todos los granos interplanetarios incluidos en el cono de observación.

Las características de esta luz solar esparcida estarán en consonancia con la naturaleza, propiedades y distribución espacial de los granos. La información se extrae midiendo los distintos dominios espectrales, el estado de polarización y la luminancia (flujo emitido por unidad de superficie en una dirección). Sin embargo, este análisis óptico entraña muchas dificultades.

Si el instrumento de observación está situado en la Tierra, la luz recibida será mezcla de luz zodiacal, luz galáctica y luz producida en nuestra atmósfera, constituyendo su separación un gran trabajo. Pero si el instrumento estuviese situado en el espacio, aumentaría la luz estelar dificultando, también, el estudio. Para disminuir esta luz, las medidas se realizan en latitudes superiores a 30º, utilizando instrumentos de pequeño campo. En cuanto a las mediciones realizadas: el grado de polarización es independiente de la distribución espacial del polvo, es un buen indicador de las propiedades ópticas. Aún así, también se emplea en las investigaciones la intensidad de polarización.

La naturaleza de las partículas se determina a partir del estudio de la dependencia de la polarización respecto a la longitud de onda. Una vez realizados los pertinentes estudios de polarización y luminancia, existen dos procedimientos para interpretar los resultados.

El primero, consiste en construir modelos teóricos u extraer de ellos conclusiones que se contrarrestan con futuras observaciones.

El segundo modo de actuar, es derivar directamente de las observaciones mediante procedimientos matemáticos los parámetros de la función matemática obtenida en el estudio, que representaría la luminancia con respecto a la elongación en grados de la región observada. Esta función depende del tamaño y del índice de refracción de las partículas. Cuando éstas son muy pequeñas, les corresponde una función de esparcimiento Rayleigh. En este caso, la intensidad esparcida, depende de la longitud de onda y tiene un máximo para un ángulo de esparcimiento de 90º. La aproximación Rayleigh, es un caso particular de la Teoría de Mie, por lo que si la primera no es válida, esto es, para partículas mayores, se usará la segunda. Con los datos obtenidos se barajaron tres teorías para explicar la luz zodiacal:

1º) Los modelos de partículas de Rayleigh basados en la polarización positiva de as partículas de pequeño tamaño.

2º) Grandes partículas mezcladas con partículas absorbentes. Éstas no presentan polarización positiva para ángulos pequeños y contrarrestan la excesiva polarización de las partículas metálicas a esas elongaciones.

3ª) Las partículas grandes, débilmente absorbentes, estarían mezcladas con partículas dieléctricas. El efecto fotoeléctrico y el viento solar hacen pensar que el polvo zodiacal está cargado, porque sobre estos granos no sólo actúan fuerzas gravitatorias. Estas fuerzas son:

1- La presión de radiación.

2- El efecto Poynting-Robertson, que produce una fuerza resistiva proporcional a la velocidad tangencial de la partícula.

3- Fuerzas de frenado procedentes de la interacción electrostática entre el plasma solar ionizado y las partículas cargadas.

4- Fuerzas creadas por un campo magnético interplanetario que tienden a aumentar la inclinación de las órbitas de los micrometeoroides.

stas fuerzas repercuten en la vida media del polvo interplanetario, que según el tamaño de la partícula, podría ser de ¡menos de un año! Es claramente deducible que existen fenómenos capaces de "inyectar" este polvo, como son:

a- Desintegración cometaria.

b- Colisiones entre asteroides.

c- Condensación de gas interplanetario.

d- Captura por la fuerza gravitatoria del Sistema Solar de nuevos granos interestelares.

De aquí, que las partículas interplanetarias del Sistema Solar no sean estables. La nube de polvo se enfrenta a dos procesos contrarios: los que tienden a hacerla desaparecer y los que contribuyen a alimentarla.

Estos procesos se pueden apreciar en las zonas de la luz zodiacal donde se forman cicatrices o zonas de densidadalterada. Aún así, estos surcos tienden a rellenarse por los procesos físicos a que están sometidos los granos de polvo. Y para terminar, trataremos la simetría de la luz zodiacal.

Si se mide la luminancia, se constata un plano de simetría que coincide con el plano invariable del Sistema Solar. Casi todos los granos están concentrados en este plano, que tiene forma lenticular aplastada.

En cuanto a su composición, habría partículas de todos los tamaños, aunque las causantes de la luz zodiacal (que son las más abundantes), deben tener un tamaño del orden de magnitud de la micra y estarán compuestas de silicatos.