Il cielo su un pianeta potrebbe teoricamente essere di qualsiasi colore?

Questa è una domanda estremamente difficile a cui rispondere definitivamente; la sua risposta dipende fortemente da tre cose (1) la composizione dellatmosfera in questione (2) la densità dellatmosfera in questione e (3) la temperatura superficiale, e quindi lo spettro della luce in uscita, della stella in questione.

Se i gas dellatmosfera sono essi stessi colorati ( eg $ N \, O_2 $), allora tali gas possono chiaramente cambiare notevolmente il colore di unatmosfera. In atmosfere a bassa densità, come quella di Marte, la polvere e la materia sollevate dalla superficie dominano, conferendo al cielo un colore “butterscotch”. Abbiamo chiaramente bisogno di sapere cosa sta fluttuando intorno, quindi non possiamo dire molto di più sul punto (1), quindi ora assumerò in questa risposta che i gas nellatmosfera stessi non siano colorati.

In questo caso, leffetto dominante che imposta il colore è Rayleigh Scattering . Questa è la diffrazione della luce da disomogeneità di lunghezza donda inferiore alla lunghezza donda nellatmosfera. Quando “vedi” latmosfera, stai vedendo luce diffusa, non diretta dal sole in questione, e la dispersione di Rayleigh avviene in modo più forte a lunghezze donda più corte. È un effetto potente: nel piccolo limite di disomogeneità, varia come la quarta potenza inversa della lunghezza donda. Quindi il processo predilige sempre lunghezze donda più corte.

Ciò significa che per un sole di spettro simile al nostro e in una densità atmosferica come la nostra, il cielo sarà blu, come il nostro, o come Giove “( negli strati superiori). Tuttavia, per atmosfere ad altissima densità, la luce diretta che raggiunge la superficie ha le sue lunghezze donda più corte fortemente attenuate dallo scattering di Rayleigh, in modo che solo lunghezze donda maggiori raggiungano la superficie. È per questo motivo che le immagini scattate dalla Russia ” I lander Venera su Venere suggeriscono che il cielo abbia un bagliore arancione .

Se il pianeta orbita attorno a una gigante rossa, immagino che questo probabilmente significherebbe un cielo verdastro o giallo per un pianeta con una densità atmosferica come la nostra, poiché lo spettro della luce della stella contiene solo un lunghezze donda rispetto a quella del nostro Sole. Tuttavia, la quarta dipendenza dalla potenza inversa significa che ora il bagliore dei gas atmosferici stessi è molto più debole, quindi è più probabile che il colore del cielo sia dominato da cose come la polvere, come nel caso di Marte.

Commenti

• Un effetto importante che ‘ stai omettendo è il particolato . Le nuvole e gli aerosol hanno un impatto immenso sul colore del cielo.
• @gerrit ‘ hai ragione, anche se credo di aver identificato questo punto ( 1). Come ho detto, stavo principalmente rispondendo per un cielo sereno perché il particolato fa parte del mio punto (1) e quindi la composizione dellatmosfera ‘ deve essere conosciuta in dettaglio per rispondere.

Il colore più comune per il cielo sulla Terra è un cielo bianco (o meglio grigio). Le nuvole coprono circa il 70% della Terra e la natura con cui diffondono le radiazioni a onde corte le fa apparire bianche o grigie. Questo perché è probabile che i fotoni provenienti dal Sole vengano dispersi più volte e perché la dipendenza dalla lunghezza donda non aumenta o diminuisce fortemente.

Cielo bianco sopra Llyn Padarn. Fonte: Wikimedia Commons

I cieli blu sono particolarmente frequenti sulla Terra:

Cielo blu.Fonte: Wikimedia Commons

Verso il tramonto, abbiamo spesso cieli rossi:

Cielo al tramonto. Fonte: deviantart .

Ciò lascia una serie di altri colori. Parli di verde, nero, marrone. I cieli neri si verificano di notte o quando nellatmosfera sono presenti particelle dense e pesanti, come il fumo. Un modo per ottenere un cielo verde è di Aurora. Si potrebbe ipotizzare un pianeta in cui questi siano semipermanenti.

Aurora . Fonte: Wikimedia Commons

Aurora, a proposito, può anche essere rossa o gialla. Tuttavia, i colori dellaurora sono limitati dalle linee di emissione dei gas atmosferici superiori, che di solito sono molecole relativamente semplici. E forse mescolando quei colori. Ma non possono essere / qualsiasi / colore.

Ma combinare questi effetti? Se si può progettare unatmosfera da zero, con un modo plausibile di questa atmosfera di esistere da qualche parte nelluniverso, con nuvole a una densità particolare, aurore che danzano nel cielo, aerosol perennemente presenti … puoi creare molti colori diversi . Il cielo è il limite 😉

Hmm … Marte ha un cielo rosso. Ma questa è la causa del contenuto di ferro nel terreno che assorbe altre parti dello spettro visibile e riflette la parte rossa, quindi il cielo sembra rossastro.

Non credo che un cielo nerastro fosse troppo lontano- recuperato perché il carbonio tende ad essere nero, il fumo è grigio nerastro. Il colore percepito dipende da diversi elementi che assorbono porzioni diverse dello spettro elettromagnetico e riflettono il resto dello spettro. Quindi il colore di qualsiasi cosa dipende da ciò che viene riflesso.

Quindi, per rispondere alla tua domanda, il colore del cielo di qualsiasi pianeta dipende dalla composizione chimica della sua atmosfera, dalla luce incidente e da altri fattori simili.

Commenti

• Interessante. Si prega di espandere di più. Che ne dici di un cielo bianco?
• Si applica la stessa regola .. ‘ non sono molto sicuro degli elementi che emanano il colore bianco, ma immagino neve / ghiaccio è bianco / bianco? Le nostre nuvole sembrano bianche. Ancora una volta, la chimica non è ‘ la mia suite forte ma ‘ sono sicuro che ci siano pianeti con cieli bianchi nelluniverso infinito 😊
• Il cielo fuori dalla mia finestra è bianco / grigio mentre parliamo. P.S. Sono ‘ sulla Terra.