Niebo na Ziemi jest niebieskie. Czy kolor nieba na planecie z atmosferą mógłby teoretycznie być dowolnego koloru?
Które kolory są najbardziej prawdopodobne?
Myślę, że byłoby wspaniale mieć planetę z zielonym lub czerwonym niebem. Jakie musiałyby być warunki, aby tak się stało?
Swoją drogą, podejrzewam, że niebo nie może być białe, czarne, szare lub brązowe, ale może jest to możliwe, jeśli w ogóle nie jest razy w ciągu dnia, część dnia?
Czy odpowiedź zależy od tego, czy planeta jest planetą gazową czy kamienistą? Początkowo miałem na myśli planetę skalistą, ale podejrzewam, że planeta gazowa pozwala trochę oszukać, ponieważ gazy mogą mieć różne kolory (nawet czerwony?).
Komentarze
- ' podejrzewasz, że ' niebo nie może być białe lub szare. Gdzie mieszkasz, że ' nigdy wcześniej nie widziałeś chmur ?!
- Jeśli zachmurzone niebo nie jest niebem, wzywam Cię do wymyślenia spójna definicja nieba . Dlaczego cząsteczki gazowe miałyby być częścią nieba, a nie zawieszone w nim cząsteczki stałe lub ciekłe?
Odpowiedź
To niezwykle trudne pytanie z pewnością; jej odpowiedź jest silnie uzależniona od trzech rzeczy (1) składu danej atmosfery (2) gęstości danej atmosfery i (3) temperatury powierzchni, a zatem widma światła wyjściowego danej gwiazdy.
Jeśli gazy w atmosferze są same w sobie barwione ( np. $ N \, O_2 $), to mogą one wyraźnie zmienić kolor atmosfery. W atmosferach o małej gęstości, takich jak Marsa, dominuje pył i materia unoszona z powierzchni, nadając niebu kolor „karmelowy”. Musimy wyraźnie wiedzieć, co się wokół unosi, więc nie możemy powiedzieć nic więcej o punkcie (1), więc w tej odpowiedzi przyjmuję teraz, że same gazy w atmosferze są bezbarwne.
W tym przypadku dominującym efektem ustawiającym kolor jest Rozpraszanie Rayleigha . Jest to dyfrakcja światła w atmosferze z niejednorodności mniejszych niż długość fali. Kiedy „widzisz” atmosferę, widzisz rozproszone, a nie bezpośrednie światło pochodzące ze słońca, a rozpraszanie Rayleigha zachodzi najsilniej przy krótszych długościach fal. To potężny efekt: w małej granicy niejednorodności zmienia się jako odwrotna czwarta potęga długości fali. Zatem proces zawsze faworyzuje krótsze długości fal.
Oznacza to, że dla słońca o podobnym widmie do naszego i przy gęstości atmosfery takiej jak nasza, niebo będzie niebieskie, jak nasze lub jak Jowisz ( Jednak w przypadku atmosfer o bardzo dużej gęstości bezpośrednie światło docierające do powierzchni ma swoje krótsze fale silnie tłumione przez rozpraszanie Rayleigha, tak że tylko dłuższe fale docierają do powierzchni. Z tego powodu zdjęcia zrobione przez Rosję ” Z lądowników Venera na Wenus wynika, że niebo ma pomarańczową poświatę.
Jeśli planeta krąży wokół czerwonego olbrzyma, przypuszczam, że oznaczałoby to prawdopodobnie zielonkawe lub żółte niebo dla planety o gęstości atmosfery takiej jak nasza, ponieważ widmo światła gwiazdy zawiera tylko więcej długości fal niż od Słońca. Jednak odwrotna zależność od czwartej mocy oznacza, że teraz blask samych gazów atmosferycznych jest znacznie słabszy, więc kolor nieba jest bardziej prawdopodobne, że będzie zdominowany przez rzeczy takie jak pył, jak w przypadku Mars.
Komentarze
- Głównym efektem ' ponownego pominięcia jest cząstki stałe . Chmury i aerozole mają ogromny wpływ na kolor nieba.
- @gerrit You ' racja, chociaż wydaje mi się, że zidentyfikowałem to w punkcie ( 1). Jak powiedziałem, głównie odpowiadałem za czyste niebo, ponieważ cząstki stałe są częścią mojego punktu (1), a zatem, aby odpowiedzieć na to pytanie, należy szczegółowo poznać skład atmosfery '.
Odpowiedź
Najczęstszym kolorem nieba na Ziemi jest niebo białe (lub raczej szare). Chmury pokrywają około 70% powierzchni Ziemi, a natura, przez którą rozpraszają promieniowanie krótkofalowe, sprawia, że wydają się białe lub szare. Dzieje się tak, ponieważ fotony pochodzące ze Słońca będą prawdopodobnie wielokrotnie rozpraszane, a zależność od długości fali nie rośnie ani nie maleje.
Białe niebo nad Llyn Padarn. Źródło: Wikimedia Commons
Błękitne niebo jest szczególnie częste na Ziemi:
Błękitne niebo.Źródło: Wikimedia Commons
W okolicach zachodu słońca często mamy czerwone niebo:
Zachodzące niebo. Źródło: deviantart .
To pozostawia wiele innych kolorów. Wspominasz o zielonym, czarnym, brązowym. Czarne niebo pojawia się w nocy lub gdy w atmosferze znajduje się gęsty, ciężki pył zawieszony, taki jak dym. Jednym ze sposobów uzyskania zielonego nieba jest Aurora. Można spekulować o planecie, na której te są półtrwałe.
Aurora . Źródło: Wikimedia Commons
Nawiasem mówiąc, Aurora może być również czerwona lub żółta. Jednak kolory zorzy polarnej są ograniczone liniami emisyjnymi górnych gazów atmosferycznych, które są zwykle stosunkowo prostymi cząsteczkami. A może przez zmieszanie tych kolorów. Ale nie mogą być / any / color.
Ale połączenie tych efektów? Jeśli ktoś potrafi zaprojektować atmosferę od podstaw, z wiarygodnym sposobem istnienia tej atmosfery gdzieś we wszechświecie, z chmurami o określonej gęstości, zorzy polarnej tańczącej na niebie, wiecznie obecnymi aerozolami … można stworzyć wiele różnych kolorów . Niebo jest granicą 😉
Odpowiedź
Hmm … Mars ma czerwone niebo. Ale to jest przyczyna zawartości żelaza w glebie, która pochłania inne części widma widzialnego i odbija czerwoną część, więc niebo wygląda na czerwonawe.
Nie sądzę, żeby czarne niebo było zbyt daleko. pobrana przyczyna węgiel wydaje się być czarny, dym jest czarno-szary. Postrzegany kolor zależy od różnych pierwiastków pochłaniających różne części widma elektromagnetycznego i odbijających resztę widma. Tak więc kolor czegokolwiek zależy od tego, co jest odbijane.
Zatem, odpowiadając na twoje pytanie, kolor nieba na każdej planecie zależy od składu chemicznego jej atmosfery, padającego światła i innych podobnych czynników.
Komentarze
- Interesujące. Proszę rozszerzyć więcej. A co z białym niebem?
- Obowiązuje ta sama zasada. ' Nie jestem pewien co do elementów, które dawałyby biały kolor, ale wydaje mi się, że śnieg / lód jest biały / biało-ish? Nasze chmury wyglądają na białe. Znowu chemia nie jest ' moim mocnym zestawem, ale ' jestem pewien, że w nieskończonym wszechświecie są planety z białym niebem 😊
- Niebo za moim oknem jest biało-szare, gdy mówimy. P.S. Jestem ' na Ziemi.