Himlen på jorden er blå. Kunne himlenes farve på en planet med en atmosfære have en hvilken som helst farve teoretisk?
Hvilke farver er mest sandsynlige?
Jeg synes, det ville være virkelig fantastisk at have en planet med en grøn himmel eller en rød himmel. Hvilke betingelser skal der være for at dette kan ske?
Forresten har jeg mistanke om, at det er umuligt for himlen at være hvid, sort, grå eller brun, men måske er det muligt, hvis ikke overhovedet gange i løbet af dagen, en del af dagen?
Afhænger svaret af, om planeten er en gasplanet eller en stenet? Oprindeligt havde jeg en stenplanet i tankerne, men jeg formoder, at en gasplanet giver dig mulighed for at snyde lidt, fordi gasser kan være forskellige farver (rød endda?).
Kommentarer
- Du ‘ mistænker at det ‘ er umuligt for himlen at være hvid eller grå. Hvor bor du, at du ‘ aldrig har set skyer før ?!
- Hvis en overskyet himmel ikke er en himmel, udfordrer jeg dig til at komme med en sammenhængende definition af himmel . Hvorfor ville luftformige molekyler være en del af himlen, men ikke faste eller flydende partikler, der er suspenderet i den?
Svar
Dette er et ekstremt svært spørgsmål at besvare bestemt; dens svar er stærkt afhængig af tre ting (1) sammensætningen af den pågældende atmosfære (2) densiteten af den pågældende atmosfære og (3) overfladetemperaturen, og derfor spektret af outputlyset, for den pågældende stjerne.
Hvis atmopsfærens gasser i sig selv er farvede ( f.eks. $ N \, O_2 $), kan sådanne gasser tydeligt skifte en atmosfæres farve meget. I atmosfærer med lav densitet, som Mars, dominerer støv og stof, der fejes op fra overfladen, hvilket giver himlen en “butterscotch” -farve. Vi skal tydeligvis vide, hvad der flyder rundt, så vi ikke kan sige meget mere om punkt (1), så jeg antager nu i dette svar, at gasserne i atmosfæren selv er ufarvede.
I dette tilfælde er den dominerende indstilling af farven Rayleigh Scattering . Dette er diffraktion af lys fra mindre end bølgelængde inhomogeniteter i atmosfæren. Når du “ser” atmosfæren, ser du spredt, ikke direkte lys fra den pågældende sol, og Rayleigh-spredning sker stærkest ved kortere bølgelængder. Det er en kraftig effekt: i den lille inhomogenitetsgrænse varierer den som den inverse fjerde styrke af bølgelængden. Så processen favoriserer altid kortere bølgelængder.
Dette betyder, at for en sol med et lignende spektrum som vores og i en atmosfærisk tæthed som vores, vil himlen være blå, ligesom vores, eller som Jupiters ( i de øverste lag). For atmosfærer med meget høj densitet har det direkte lys, der når overfladen, imidlertid sine kortere bølgelængder stærkt dæmpet af Rayleigh-spredning, så kun længere bølgelængder når overfladen. Det er af denne grund, at billeder taget af Rusland ” s Venera-landere på Venus antyder, at himlen har en orange glød.
Hvis planeten kredser om en rød kæmpe, gætter jeg på, at dette sandsynligvis ville betyde en grønlig eller gul himmel for en planet med en atmosfærisk tæthed som vores, da spektret af stjernens lys kun indeholder længere Den omvendte fjerde magtafhængighed betyder imidlertid, at nu gløden fra selve de atmosfæriske gasser er meget svagere, så det er mere sandsynligt, at himmelens farve vil blive domineret af ting som støv, som i tilfældet med Mars.
Kommentarer
- En vigtig effekt, som du ‘ genudlader, er partikler Skyer og aerosoler har en enorm indflydelse på himmelens farve.
- @gerrit Du ‘ har ret, selvom jeg tror, jeg har identificeret dette i punkt ( 1). Som jeg sagde, svarede jeg for det meste for en klar himmel, fordi partikler er en del af mit punkt (1), og derfor må atmosfærens ‘ makeup være kendt i detaljer for at besvare det.
Svar
Den mest almindelige farve til himlen på jorden er en hvid (eller ret grå) himmel. Skyer dækker omkring 70% af jorden, og den natur, som de spreder kortbølgestråling på, får dem til at fremstå hvide eller grå. Dette skyldes, at fotoner, der kommer fra solen, sandsynligvis vil være spredt flere gange, og fordi afhængigheden af bølgelængden ikke er stærkt stigende eller faldende.
Hvid himmel over Llyn Padarn. Kilde: Wikimedia Commons
Blå himmel er særlig hyppig på jorden:
Blå himmel.Kilde: Wikimedia Commons
Omkring solnedgang har vi ofte rød himmel:
Solnedgangshimmel. Kilde: deviantart .
Der efterlades et antal andre farver. Du nævner grøn, sort, brun. Sort himmel forekommer om natten, eller når der er tæt, tung partikler i atmosfæren, såsom røg. En måde at få en grøn himmel på er Aurora. Man kunne spekulere i en planet, hvor disse er semi-permanente.
Aurora . Kilde: Wikimedia Commons
Aurora kan forresten også være rød eller gul. Aurora-farver er dog begrænset af emissionslinjer for øvre atmosfæriske gasser, som normalt er relativt enkle molekyler. Og måske ved at blande disse farver. Men de kan ikke være / nogen / farve.
Men ved at kombinere disse effekter? Hvis man kan designe en atmosfære fra bunden, med en plausibel måde, denne atmosfære kan eksistere et eller andet sted i universet, med skyer i en bestemt tæthed, auroraer, der danser på himlen, aerosoler, der altid er til stede … kan du skabe mange forskellige farver . Himlen er grænsen 😉
Svar
Hmm … Mars har en rød himmel. Men det er årsagen til jernindholdet i jorden, absorberer andre dele af det synlige spektrum og reflekterer den røde del tilbage, så himlen ser rødlig ud.
Jeg tror ikke, at en sortlig himmel var for langt- hentet, fordi kulstof har tendens til at være sort, røg er sortgrå. Opfattet farve afhænger af forskellige elementer, der absorberer forskellige dele af det elektromagnetiske spektrum og reflekterer resten af spektret. Så farven på alt afhænger af, hvad der reflekteres tilbage.
Så for at besvare dit spørgsmål afhænger farven på enhver planet af himlen af den kemiske sammensætning af dens atmosfære, det indfaldende lys og andre sådanne faktorer.
Kommentarer
- Interessant. Udvid venligst mere. Hvad med en hvid himmel?
- Samme regel gælder .. Jeg ‘ er ikke særlig sikker på elementer, der giver hvid farve, men jeg antager sne / is er hvid / hvid-ish? Vores skyer ser hvide ud. Igen er kemi ikke ‘ t min stærke suite, men jeg ‘ er sikker på, at der er planeter med hvide himmel i det uendelige univers 😊
- Himlen uden for mit vindue er hvid / grå, mens vi taler. P.S. Jeg ‘ m på jorden.