Poate cerul de pe o planetă să fie teoretic vreo culoare?

Aceasta este o întrebare extrem de dificilă de răspuns cu siguranță; răspunsul său depinde în mare măsură de trei lucruri (1) structura atmosferei în cauză (2) densitatea atmosferei în cauză și (3) temperatura suprafeței și, prin urmare, spectrul luminii de ieșire ale stelei în cauză.

Dacă gazele atmosferei sunt ele însele colorate ( de exemplu $ N \, O_2 $), atunci acești gaze pot schimba clar culoarea unei atmosfere. În atmosfere cu densitate scăzută, cum ar fi cea de pe Marte, praful și materia măturată de pe suprafață domină, dând cerului o culoare „fesieră”. În mod clar, trebuie să știm ce plutesc în jurul valorii, deci nu putem spune mai multe despre punctul (1), așa că acum voi presupune în acest răspuns că gazele din atmosferă sunt necolorate.

În acest caz, efectul dominant care setează culoarea este Rayleigh Scattering . Aceasta este difracția luminii de la omogenitățile mai mici decât lungimea de undă din atmosferă. Când „vedeți” atmosfera, vedeți lumină împrăștiată, nu directă de la soare în cauză, iar împrăștierea Rayleigh se întâmplă cel mai puternic la lungimi de undă mai mici. Este un efect puternic: în limita mică de neomogenitate, variază ca puterea inversă a patra a lungimii de undă. Deci procesul favorizează întotdeauna lungimi de undă mai scurte.

Acest lucru înseamnă că pentru un soare cu spectru similar cu al nostru și într-o densitate atmosferică ca a noastră, cerul va fi albastru, ca al nostru sau ca Jupiter „s ( în straturile superioare). Cu toate acestea, pentru atmosfere cu densitate foarte mare, lumina directă care ajunge la suprafață are lungimile sale de undă mai scurte puternic atenuate de împrăștierea Rayleigh, astfel încât numai lungimi de undă mai lungi ajung la suprafață. Din acest motiv, fotografiile făcute de Rusia ” s Venera aterizează pe Venus sugerează că cerul are o strălucire portocalie .

Dacă planeta orbitează un gigant roșu, cred că acest lucru ar însemna probabil un cer verzui sau galben pentru o planetă cu densitatea atmosferică ca a noastră, deoarece spectrul luminii stelei conține doar mai mult timp lungimi de undă decât cea de la Soarele nostru. Cu toate acestea, a patra dependență de putere inversă înseamnă că acum strălucirea de la gazele atmosferice este mult mai slabă, astfel încât culoarea cerului este mai probabil să fie dominată de lucruri precum praful, ca în cazul Marte.

Comentarii

• Un efect major pe care ‘ îl omite este particulele Norii și aerosolii au un impact imens asupra culorii cerului.
• @gerrit Ai ‘ dreptate, deși cred că am identificat acest lucru la punctul ( 1). Așa cum am spus, răspundeam în cea mai mare parte la cerul senin, deoarece particulele fac parte din punctul meu (1) și, prin urmare, machiajul atmosferei ‘ trebuie cunoscut în detaliu pentru a răspunde.

Cea mai comună culoare pentru cerul de pe Pământ este un cer alb (sau mai degrabă gri). Norii acoperă aproximativ 70% din Pământ, iar natura prin care împrăștie radiațiile cu unde scurte îi face să pară albi sau gri. Acest lucru se datorează faptului că fotonii care vin de la Soare sunt probabil împrăștiați de mai multe ori și deoarece dependența de lungimea de undă nu crește sau scade puternic.

Cer alb peste Llyn Padarn. Sursa: Wikimedia Commons

Cerul albastru este deosebit de frecvent pe Pământ:

Cer albastru.Sursa: Wikimedia Commons

În jurul apusului, avem adesea cer roșu:

Cerul apusului. Sursă: deviantart .

Acest lucru lasă o serie de alte culori. Menționezi verde, negru, maro. Cerul negru apare noaptea sau când există particule dense, grele în atmosferă, cum ar fi fumul. O modalitate de a obține un cer verde este prin Aurora. S-ar putea specula o planetă în care acestea sunt semipermanente.

Aurora . Sursă: Wikimedia Commons

Aurora, apropo, poate fi și roșu sau galben. Cu toate acestea, culorile aurorei sunt limitate de liniile de emisie ale gazelor atmosferice superioare, care sunt de obicei molecule relativ simple. Și poate prin amestecarea acelor culori. Dar nu pot fi / any / color.

Dar combinarea acestor efecte? Dacă se poate proiecta o atmosferă de la zero, cu o modalitate plauzibilă a acestei atmosfere de a exista undeva în univers, cu nori la o anumită densitate, aurore dansând pe cer, aerosoli prezenți permanent … puteți crea o mulțime de culori diferite . Cerul este limita 😉

Hmm … Marte are un cer roșu. Dar această cauză a conținutului de fier din sol absoarbe alte părți ale spectrului vizibil și reflectă partea roșie, astfel încât cerul pare roșiatic.

Nu cred că un cer negricios era prea departe preluat cauzează că carbonul tinde să fie negru, fumul este gri negricios. Culoarea percepută depinde de diferite elemente care absorb diferite porțiuni ale spectrului electromagnetic și reflectă înapoi restul spectrului. Deci, culoarea oricărui lucru depinde de ceea ce se reflectă înapoi.

Prin urmare, pentru a răspunde la întrebarea dvs., culoarea cerului oricărei planete depinde de compoziția chimică a atmosferei sale, de lumina incidentă și de alți factori de acest fel.

Comentarii

• Interesant. Vă rugăm să extindeți mai multe. Ce zici de un cer alb?
• Se aplică aceeași regulă .. Nu ‘ nu sunt foarte sigur de elementele care ar da culoare albă, dar cred că zăpada / gheața este alb / alb-ish? Norii noștri par albi. Din nou, chimia nu este ‘ t suita mea puternică, dar ‘ sunt sigur că există planete cu cer alb în universul infinit 😊
• Cerul din afara ferestrei mele este alb / gri în timp ce vorbim. P.S. Eu ‘ m pe Pământ.