Kan himmelen på en planet teoretisk være noen farge?

Dette er et ekstremt vanskelig spørsmål å svare definitivt på; svaret er sterkt avhengig av tre ting (1) sammensetningen av den aktuelle atmosfæren (2) tettheten til den aktuelle atmosfæren og (3) overflatetemperaturen, og derfor spekteret av utgangslyset, til den aktuelle stjernen.

Hvis atmopsfærens gasser i seg selv er fargede ( f.eks. $ N \, O_2 $), kan slike gasser tydelig skifte fargen på en atmosfære sterkt. I atmosfærer med lav tetthet, som for eksempel Mars, dominerer støv og materie fra overflaten, noe som gir himmelen en «butterscotch» -farge. Vi trenger helt klart å vite hva som flyter rundt, så vi kan ikke si mye mer om punkt (1), så jeg skal nå anta i dette svaret at gassene i atmosfæren selv er ufargede.

I dette tilfellet er den dominerende effekten som setter fargen Rayleigh Scattering . Dette er diffraksjonen av lys fra mindre enn bølgelengde inhomogeniteter i atmosfæren. Når du «ser» atmosfæren, ser du spredt, ikke direkte lys fra den aktuelle solen, og Rayleigh-spredning skjer sterkest ved kortere bølgelengder. Det er en kraftig effekt: i den lille grensen for inhomogenitet varierer den som den inverse fjerde kraften til bølgelengden. Så prosessen favoriserer alltid kortere bølgelengder.

Dette betyr at for en sol med et lignende spektrum som vårt, og i en atmosfærisk tetthet som vår, vil himmelen være blå, som vår, eller som Jupiters ( i de øvre lagene). For atmosfærer med svært høy tetthet har imidlertid det direkte lyset som når overflaten sine kortere bølgelengder sterkt dempet av Rayleigh-spredning, slik at bare lengre bølgelengder når overflaten. Det er av denne grunn at bilder tatt av Russland » s Venera-landere på Venus antyder at himmelen har en oransje glød.

Hvis planeten kretser rundt en rød gigant, antar jeg at dette sannsynligvis vil bety en grønn eller gul himmel for en planet med en atmosfærisk tetthet som vår, ettersom spektrumet til stjernens lys bare inneholder lengre tid Den omvendte fjerde kraftavhengigheten betyr imidlertid at nå gløden fra de atmosfæriske gassene i seg selv er mye svakere, så det er mer sannsynlig at himmels farge vil bli dominert av ting som støv, som i tilfelle Mars.

Kommentarer

• En viktig effekt som du ‘ utelater er partikler . Skyer og aerosoler har en enorm innvirkning på himmelens farge.
• @gerrit Du ‘ har rett, selv om jeg tror jeg har identifisert dette i punkt ( 1). Som jeg svarte for det meste for en klar himmel fordi partikler er en del av poenget mitt (1) og derfor må atmosfæren ‘ s makeup være kjent i detalj for å svare på den.

Den vanligste fargen for himmelen på jorden er en hvit (eller ganske grå) himmel. Skyer dekker rundt 70% av jorden, og naturen som de sprer kortbølgestråling på, gjør at de ser ut som hvite eller grå. Dette er fordi fotoner som kommer fra solen sannsynligvis blir spredt flere ganger, og fordi avhengigheten av bølgelengden ikke øker eller avtar kraftig.

Hvit himmel over Llyn Padarn. Kilde: Wikimedia Commons

Blå himmel er spesielt hyppig på jorden:

Blå himmel.Kilde: Wikimedia Commons

Rundt solnedgang har vi ofte rød himmel:

Solnedgangshimmel. Kilde: deviantart .

Det etterlater en rekke andre farger. Du nevner grønt, svart, brunt. Svart himmel forekommer om natten eller når det er tett, tung partikler i atmosfæren, for eksempel røyk. En måte å få en grønn himmel på er Aurora. Man kan spekulere i en planet der disse er semi-permanente.

Aurora . Kilde: Wikimedia Commons

Aurora kan forresten også være rød eller gul. Aurora-farger er imidlertid begrenset av utslippslinjer for øvre atmosfæriske gasser, som vanligvis er relativt enkle molekyler. Og kanskje ved å blande disse fargene. Men de kan ikke være / noen / farger.

Men å kombinere disse effektene? Hvis man kan designe en atmosfære fra bunnen av, med en sannsynlig måte at denne atmosfæren kan eksistere et sted i universet, med skyer i en bestemt tetthet, nordlys som danser på himmelen, aerosoler som er til stede … kan du lage mange forskjellige farger . Himmelen er grensen 😉

Hmm … Mars har rød himmel. Men det er årsaken til jerninnholdet i jorden, absorberer andre deler av det synlige spekteret og reflekterer tilbake den røde delen, så himmelen ser rødaktig ut.

Jeg tror ikke en svartaktig himmel var for langt- hentet fordi karbon har en tendens til å være svart, røyk er svartgrå. Oppfattet farge avhenger av at forskjellige elementer absorberer forskjellige deler av det elektromagnetiske spekteret og reflekterer resten av spekteret. Så fargen på hva som helst avhenger av hva som reflekteres.

Så for å svare på spørsmålet ditt, avhenger fargen på himmelen til enhver planet av den kjemiske sammensetningen av atmosfæren, det innfallende lyset og andre slike faktorer.

Kommentarer

• Interessant. Vennligst utvid mer. Hva med en hvit himmel?
• Samme regel gjelder .. Jeg ‘ er ikke veldig sikker på elementene som gir hvit farge, men jeg antar snø / is er hvit / hvit-ish? Skyene våre ser hvite ut. Igjen, kjemi er ikke ‘ t min sterke suite, men jeg ‘ er sikker på at det er planeter med hvit himmel i det uendelige universet 😊
• Himmelen utenfor vinduet mitt er hvit / grå mens vi snakker. P.S. Jeg ‘ er på jorden.