Himlen på jorden är blå. Kan färgen på himlen på en planet med en atmosfär ha någon färg teoretiskt?
Vilka färger är mest troliga?
Jag tycker att det skulle vara riktigt fantastiskt att ha en planet med en grön himmel eller en röd himmel. Vilka förutsättningar måste vara på plats för att detta ska kunna hända?
Förresten misstänker jag att det är omöjligt för himlen att vara vit, svart, grå eller brun, men kanske är det möjligt om inte alls gånger under dagen, en del av dagen?
Beror svaret på om planeten är en gasplanet eller en stenig? Inledningsvis hade jag en stenig planet i åtanke, men jag misstänker att en gasplanet låter dig fuska lite eftersom gaser kan vara i olika färger (röda till och med?).
Kommentarer
- Du ’ misstänker att det ’ är omöjligt för himlen att vara vit eller grå. Var bor du att du ’ aldrig har sett moln förut ?!
- Om en molnig himmel inte är en himmel, utmanar jag dig att komma med en sammanhängande definition av himmel . Varför skulle gasformiga molekyler vara en del av himlen, men inte fasta eller flytande partiklar som är suspenderade i den?
Svar
Det här är en extremt svår fråga att besvara definitivt; dess svar är starkt beroende av tre saker (1) sammansättningen av atmosfären i fråga (2) densiteten för den aktuella atmosfären och (3) yttemperaturen, och därför spektrumet för utgångsljus, för stjärnan i fråga.
Om atmopsfärens gaser själva är färgade ( t.ex. $ N \, O_2 $), kan sådana gaser tydligt förskjuta atmosfärens färg kraftigt. I atmosfärer med låg densitet, som Mars, dominerar damm och materia från ytan, vilket ger himlen en ”butterscotch” -färg. Vi behöver helt klart veta vad som flyter runt så att vi inte kan säga mycket mer om punkt (1), så jag antar nu i detta svar att gaserna i själva atmosfären är ofärgade.
I det här fallet är färgen den dominerande effekten Rayleigh Scattering . Detta är diffraktionen av ljus från mindre än våglängd inhomogeniteter i atmosfären. När du ”ser” atmosfären ser du spridda, inte direkta ljus från solen i fråga, och Rayleigh-spridning sker starkast vid kortare våglängder. Det är en kraftfull effekt: i den lilla inhomogenitetsgränsen varierar den som den inversa fjärde kraften hos våglängden. Så processen gynnar alltid kortare våglängder.
Detta betyder att för en sol med ett liknande spektrum som vårt och i en atmosfärstäthet som vår, kommer himlen att vara blå, som vår, eller som Jupiters ( i de övre skikten). Men för atmosfärer med mycket hög densitet har det direkta ljuset som når ytan sina kortare våglängder kraftigt dämpade av Rayleigh-spridning, så att bara längre våglängder når ytan. Det är av den anledningen som bilder tagna av Ryssland ” s Venera-landare på Venus antyder att himlen har en orange -glöd.
Om planeten kretsar kring en röd jätte, antar jag att detta troligen skulle innebära en grönaktig eller gul himmel för en planet med en atmosfärstäthet som vår, eftersom stjärnans ljus spektrum bara innehåller längre våglängderna än den från vår sol. Emellertid betyder det inversa fjärde kraftberoendet att nu glödet från själva atmosfärens gaser är mycket svagare, så det är mer sannolikt att himmelens färg domineras av saker som damm, som i fallet med Mars.
Kommentarer
- En viktig effekt som du ’ om du utelämnar är partiklar Moln och aerosoler har en enorm inverkan på himmelens färg.
- @gerrit Du ’ har rätt, även om jag tror att jag har identifierat detta i punkt ( 1). Som jag svarade mest för en klar himmel eftersom partiklar är en del av min poäng (1) och därför måste atmosfären ’ smink vara känd i detalj för att svara på den.
Svar
Den vanligaste färgen för himlen på jorden är en vit (eller snarare grå) himmel. Moln täcker cirka 70% av jorden och den natur som de sprider kortvågstrålning gör att de verkar vita eller gråa. Detta beror på att fotoner som kommer från solen sannolikt kommer att spridas flera gånger, och eftersom beroendet av våglängden inte ökar eller minskar kraftigt.
Vit himmel över Llyn Padarn. Källa: Wikimedia Commons
Blå himmel är särskilt frekvent på jorden:
Blå himmel.Källa: Wikimedia Commons
Runt solnedgången har vi ofta röda himlen:
Solnedgångshimmel. Källa: deviantart .
Det lämnar ett antal andra färger. Du nämner grönt, svart, brunt. Svart himmel förekommer på natten eller när det finns tät, tung partiklar i atmosfären, såsom rök. Ett sätt att få en grön himmel är av Aurora. Man kan spekulera i en planet där de är semi-permanenta.
Aurora . Källa: Wikimedia Commons
Aurora kan förresten också vara röd eller gul. Aurora-färger är dock begränsade av utsläppslinjer för övre atmosfäriska gaser, som vanligtvis är relativt enkla molekyler. Och kanske genom att blanda dessa färger. Men de kan inte vara / någon / färg.
Men att kombinera dessa effekter? Om man kan designa en atmosfär från grunden, med ett troligt sätt att denna atmosfär existerar någonstans i universum, med moln i en viss densitet, auroror som dansar på himlen, aerosoler som är ständigt närvarande … kan du skapa många olika färger . Himlen är gränsen 😉
Svar
Hmm … Mars har en röd himmel. Men det är orsaken till järnhalten i jorden som absorberar andra delar av det synliga spektrumet och reflekterar tillbaka den röda delen så att himlen ser rödaktig ut.
Jag tror inte att en svartaktig himmel var för lång- hämtade orsakar att kol tenderar att vara svart, rök är svartgrå. Upplevd färg beror på att olika element absorberar olika delar av det elektromagnetiska spektrumet och reflekterar återstoden av spektrumet. Så färg på vad som helst beror på vad som reflekteras tillbaka.
Så, för att besvara din fråga, beror färgen på vilken planet som helst på planets kemiska sammansättning, det infallande ljuset och andra sådana faktorer.
Kommentarer
- Intressant. Vänligen expandera mer. Vad sägs om en vit himmel?
- Samma regel gäller .. Jag ’ är inte särskilt säker på element som skulle ge vit färg, men jag antar att snö / is är vit / vit-ish? Våra moln ser vita ut. Återigen är kemi inte ’ t min starka svit men jag ’ är säker på att det finns planeter med vit himmel i det oändliga universum 😊
- Himlen utanför mitt fönster är vit / grå när vi pratar. P.S. Jag ’ m på jorden.