Könnte der Himmel auf einem Planeten theoretisch irgendeine Farbe haben?

Dies ist eine äußerst schwer zu beantwortende Frage. Ihre Antwort hängt stark von drei Dingen ab: (1) der Zusammensetzung der fraglichen Atmosphäre (2) der Dichte der fraglichen Atmosphäre und (3) der Oberflächentemperatur und damit dem Spektrum des Ausgangslichts des betreffenden Sterns.

Wenn die Gase der Atmosphäre selbst gefärbt sind ( z. B. $ N \, O_2 $), können solche Gase die Farbe einer Atmosphäre deutlich verändern. In Atmosphären niedriger Dichte wie der des Mars dominieren Staub und Materie, die von der Oberfläche aufgefegt werden, und verleihen dem Himmel eine „Butterscotch“ -Farbe. Wir müssen eindeutig wissen, was herumschwebt, damit wir nicht viel mehr über Punkt (1) sagen können. Daher gehe ich in dieser Antwort davon aus, dass die Gase in der Atmosphäre selbst ungefärbt sind.

In diesem Fall ist der dominierende Effekt, der die Farbe einstellt, Rayleigh-Streuung . Dies ist die Beugung von Licht von Inhomogenitäten, die kleiner als die Wellenlänge sind, in der Atmosphäre. Wenn Sie die Atmosphäre „sehen“, sehen Sie gestreutes, nicht direktes Licht von der betreffenden Sonne, und Rayleigh-Streuung tritt am stärksten bei kürzeren Wellenlängen auf. Dies ist ein starker Effekt: In der kleinen Inhomogenitätsgrenze variiert er als inverse vierte Potenz der Wellenlänge. Daher bevorzugt der Prozess immer kürzere Wellenlängen.

Dies bedeutet, dass für eine Sonne mit einem ähnlichen Spektrum wie wir und in einer atmosphärischen Dichte wie unserer der Himmel blau ist, wie unsere oder wie Jupiters ( in den oberen Schichten). Bei Atmosphären mit sehr hoher Dichte werden die kürzeren Wellenlängen des direkten Lichts, das die Oberfläche erreicht, durch Rayleigh-Streuung stark gedämpft, so dass nur längere Wellenlängen die Oberfläche erreichen. Aus diesem Grund wurden Bilder von Russland aufgenommen. “ s Venera-Lander auf der Venus deuten darauf hin, dass der Himmel orange leuchtet.

Wenn der Planet einen roten Riesen umkreist, würde dies wahrscheinlich einen grünlichen oder gelben Himmel für einen Planeten mit einer atmosphärischen Dichte wie unserer bedeuten, da das Spektrum des Sternenlichts nur länger enthält Wellenlängen als die unserer Sonne. Die umgekehrte Abhängigkeit der vierten Potenz bedeutet jedoch, dass das Leuchten der atmosphärischen Gase selbst jetzt viel schwächer ist, sodass die Farbe des Himmels eher von Dingen wie Staub dominiert wird, wie im Fall von Mars.

Kommentare

• Ein Haupteffekt, den Sie ‚ weglassen, sind Partikel . Wolken und Aerosole haben einen immensen Einfluss auf die Farbe des Himmels.
• @gerrit Sie ‚ haben Recht, obwohl ich glaube, dass ich dies in Punkt identifiziert habe ( 1). Wie gesagt, ich habe hauptsächlich für einen klaren Himmel geantwortet, weil Partikel Teil meines Punktes sind (1) und daher das Make-up der Atmosphäre ‚ im Detail bekannt sein muss, um darauf zu antworten.

Die häufigste Farbe für den Himmel auf der Erde ist ein weißer (oder eher grauer) Himmel. Wolken bedecken ungefähr 70% der Erde und die Natur, durch die sie kurzwellige Strahlung streuen, lässt sie weiß oder grau erscheinen. Dies liegt daran, dass von der Sonne kommende Photonen wahrscheinlich mehrfach gestreut werden und dass die Abhängigkeit von der Wellenlänge nicht stark zunimmt oder abnimmt.

Weißer Himmel über Llyn Padarn. Quelle: Wikimedia Commons

Blauer Himmel ist auf der Erde besonders häufig:

Blauer Himmel.Quelle: Wikimedia Commons

Gegen Sonnenuntergang haben wir oft roten Himmel:

Sonnenuntergangshimmel. Quelle: deviantart .

Damit bleiben eine Reihe anderer Farben übrig. Sie erwähnen grün, schwarz, braun. Schwarzer Himmel tritt nachts auf oder wenn sich dichte, schwere Partikel in der Atmosphäre befinden, wie z. B. Rauch. Eine Möglichkeit, einen grünen Himmel zu erhalten, ist Aurora. Man könnte einen Planeten spekulieren, auf dem diese semi-permanent sind.

Aurora . Quelle: Wikimedia Commons

Aurora kann übrigens auch rot oder gelb sein. Die Aurorafarben sind jedoch durch Emissionslinien der Gase der oberen Atmosphäre begrenzt, bei denen es sich normalerweise um relativ einfache Moleküle handelt. Und vielleicht durch Mischen dieser Farben. Aber sie können nicht / keine / Farbe sein.

Aber diese Effekte kombinieren? Wenn man eine Atmosphäre von Grund auf neu gestalten kann, mit einer plausiblen Art und Weise, wie diese Atmosphäre irgendwo im Universum existiert, mit Wolken in einer bestimmten Dichte, Auroren, die am Himmel tanzen, ständig vorhandenen Aerosolen … können Sie viele verschiedene Farben erzeugen . Der Himmel ist die Grenze 😉

Hmm … Mars hat einen roten Himmel. Aber die Ursache für den Eisengehalt im Boden absorbiert andere Teile des sichtbaren Spektrums und reflektiert den roten Teil zurück, sodass der Himmel rötlich aussieht.

Ich glaube nicht, dass ein schwärzlicher Himmel zu weit entfernt war. Abgerufen, weil Kohlenstoff dazu neigt, schwarz zu sein, Rauch ist schwarzgrau. Die wahrgenommene Farbe hängt von verschiedenen Elementen ab, die verschiedene Teile des elektromagnetischen Spektrums absorbieren und den Rest des Spektrums reflektieren. Die Farbe von allem hängt also davon ab, was zurück reflektiert wird / p>

Um Ihre Frage zu beantworten, hängt die Farbe des Himmels eines Planeten von der chemischen Zusammensetzung seiner Atmosphäre, dem einfallenden Licht und anderen derartigen Faktoren ab.

Kommentare

• Interessant. Bitte erweitern Sie mehr. Was ist mit einem weißen Himmel?
• Es gilt dieselbe Regel. Ich ‚ bin mir nicht sicher, welche Elemente weiße Farbe abgeben würden, aber ich denke, Schnee / Eis ist weiß / weiß? Unsere Wolken sehen weiß aus. Auch hier ist die Chemie nicht ‚ meine starke Suite, aber ich ‚ bin mir sicher, dass es im unendlichen Universum Planeten mit weißem Himmel gibt 😊
• Der Himmel vor meinem Fenster ist weiß / grau, während wir sprechen. P.S. Ich ‚ bin auf der Erde.