Non è un doppio arcobaleno: ecco la rara meraviglia degli archi supernumerosi immortalata nel New Jersey

Cosa sono gli arcobaleni supernumerosi? Analizziamo il raro fenomeno ottico immortalato nel New Jersey e pubblicato dalla NASA: quando la pioggia è finissima, la diffrazione della luce può riuscire a creare diversi archi concentrici.

Questo spettacolare fenomeno, proposto da "Astronomy Picture of the Day" della NASA il 4 ottobre 2026, si è verificato nel 2018, momento in cui i residui del potente uragano Florence stavano ancora interessando la regione. Credit Immagine: NASA

Non è poi tanto raro imbattersi in arcobaleni spettacolari. Quei fenomeni quasi eterei che, comparendo inaspettatamente di fronte ad uno sfondo formato da un cielo plumbeo, riescono a sorprenderci con la loro luce multicolore.

Tuttavia, il fenomeno immortalato dal fotografo John Entwistle lungo le coste del New Jersey nel 2018 ha qualcosa di prodigioso. Lo scatto eccezionale mostra almeno cinque archi concentrici, incastonati l'uno dentro l'altro.

Che cosa è esattamente questo fenomeno? Come è stato possibile e da che cosa è stato prodotto?

Cos'è un arcobaleno supernumeroso?

Questo spettacolare fenomeno, proposto da "Astronomy Picture of the Day" della NASA, il 4 ottobre 2026, si è verificato nel momento in cui i residui del potente uragano Florence stavano ancora interessando la regione.

Vediamo che cosa distingue questa rarità da un classico arcobaleno. E per capirlo dobbiamo ricordarci come funziona un arcobaleno classico.

In questa foto vediamo un classico doppio arcobaleno. Un fenomeno relativamente comune e diverso dagli arcobaleni supernumerosi, che vede un arco primario più luminoso e un arco secondario più in alto sbiadito. l'arcobaleno più grande, il secondario, è semplicemente generato da un "piano di gocce" più distante dall'osservatore.

A grandi linee, l'arcobaleno che tutti conosciamo viene spiegato come la rifrazione e la riflessione della luce solare all'interno delle gocce di pioggia che sta cadendo nella direzione opposta rispetto a quella in cui vediamo il Sole. Quando vi capita di vedere il sole alla fine di una pioggia o di un temporale, girandovi dal lato opposto, c'è una buona probabilità che voi possiate trovare un arcobaleno.

Tuttavia, per capire gli archi supernumerosi, quegli archi aggiuntivi molto più stretti e dai colori tenui, dominati da sfumature di rosa, viola e verde pastello, incastonati all'interno dell'arco principale, dobbiamo scendere a un livello più profondo della fisica.

Una questione di millimetri

Affinché si formino gli arcobaleni supernumerosi, le gocce d'acqua in sospensione devono rispettare dei parametri molto rigorosi. Devono essere microscopiche, con un diametro inferiore a 1 millimetro, e soprattutto devono essere quasi tutte identiche tra loro.

In meteorologia questo accade quando la precipitazione è formata da una pioggerellina estremamente fine, con un'uniformità delle gocce. Questa particolarità permette alla luce di svelare la sua vera natura attraverso un fenomeno ottico noto come diffrazione e interferenza ondulatoria.

Per capire cosa succede dentro la goccia, bisogna fare una distinzione fondamentale tra due diversi fenomeni fisici che lavorano insieme.

Da un lato c'è la rifrazione: quando la luce del sole entra nella goccia d'acqua, come quando attraversa un prisma, devia e si scompone nei vari colori dell'arcobaleno.

Dall'altro lato, le gocce piccolissime e uniformi, innescano la diffrazione e l'interferenza: le onde luminose dei singoli colori, uscendo dalla goccia, subiscono un ulteriore processo in cui si incurvano e si sovrappongono. La rifrazione, quindi, ci dà i diversi colori, mentre la diffrazione e l'interferenza creano gli archi multipli.

L'interferenza ondulatoria

Immaginate di lanciare due sassi contemporaneamente in uno stagno piatto. Vedrete le onde generate da ogni singolo sasso produrre dei cerchi concentrici che poi andranno ad incrociarsi. Se le due creste (le sommità) di due onde vanno a sovrapporsi, l'onda si amplifica (massimo). Viceversa, quando una cresta incontra una valle, si annullano a vicenda (minimo).

Quando la luce solare attraversa delle microgocce uniformi, si comporta esattamente come delle onde sulla superficie dell'acqua. Quando le onde luminose escono dalla goccia, interferiscono tra di loro e, nelle zone dove coincidono, creano delle fasce luminose colorate, intervallate da zone più scure dove, invece, si annullano e si spengono.

Gli archi luminosi che vediamo non sono arcobaleni "diversi" o slegati dal primo, ma sono i picchi successivi dello stesso schema di diffrazione, che si ripetono all'interno come un'eco luminosa o una serie di onde concentriche sempre più tenui.

In parole povere, potremmo anche definire gli archi supernumerari come "delle copie" (o meglio, delle ripetizioni sbiadite o dei riflessi) del primo arco.

Perché sono più tenui gli archi più interni?

Spesso si tende a pensare che gli archi più interni perdano colore perché è la luce a svanire, a perdere intensità. In realtà, ogni singola goccia riceve sempre la luce diretta del Sole in modo indipendente, con la stessa intensità. L'attenuazione di luce e colori verso l'interno è dovuta alla geometria dell'interferenza.

Per cui, man mano che ci si sposta dal picco principale, i massimi secondari della sovrapposizione d'onda diventano intrinsecamente meno intensi e più stretti. Arrivati al quarto o quinto arco, la loro luminosità è così debole da confondersi con la luce del cielo, svanendo alla vista.

L'arcobaleno che ha fatto la storia della scienza

Il fascino degli archi supernumerosi non è solo estetico, ma riveste un importante ruolo scientifico. All'inizio dell'Ottocento, l'impossibilità di spiegarli con la semplice geometria ottica mise in crisi i fisici dell'epoca. Fu proprio lo studio di queste tenui bande colorate a fornire una delle prime schiaccianti prove della natura ondulatoria della luce.