天文科普:其它行星上的日落是什麽顏色?
來源:新浪科技
發布時間:2020-08-05
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圖為NASA“勇氣號”火星探測器在2005年拍攝的火星日落圖。圖為NASA“勇氣號”火星探測器在2005年拍攝的火星日落圖。

  新浪科技訊 北京時間8月5日消息,據國外媒體(ti) 報道,日落時分,火紅與(yu) 淺紅相間的天空是地球上一道獨特的美景。但太陽係中其它行星日落時的天空又是什麽(me) 顏色呢?

  答案要視具體(ti) 行星而定。例如在火星上,日出和日落時都會(hui) 呈現出藍色的光芒。在天王星上,日落時分的天空會(hui) 從(cong) 藍色逐漸變為(wei) 藍綠色。在土衛六上,隨著太陽逐漸沉到地平線以下,天空則會(hui) 從(cong) 黃色變為(wei) 橙色、再變為(wei) 棕色。

  日落時天空的顏色之所以不盡相同,是因為(wei) 這些顏色很大程度上是各個(ge) 行星大氣層中的顆粒散射光線形成的產(chan) 物。很多人會(hui) 自顧自地以為(wei) ,火星上日落色彩的形成機製與(yu) 地球上相同。但事實並非如此。

  地球上的大氣由微小的氣體(ti) 分子構成,大部分為(wei) 氮氣和氧氣。這些氣體(ti) 分子散射藍光和紫光等短波光線的效率比偏紅的長波光線要高。(散射指分子將光線吸收、再將光線朝四麵八方重新發射出去的過程。)這種小分子選擇性散射光線的現象叫做瑞利散射。由於(yu) 這種現象,地球上正午時的天空為(wei) 藍色,但在日出和日落時分,陽光在大氣層中的運動路徑更長,因此更多的藍光會(hui) 在途中被散射掉,最終傳(chuan) 遞到我們(men) 眼中的多為(wei) 波長較長的紅光和黃光,從(cong) 而產(chan) 生了日落時浮光躍金的鮮明色彩。

  任何大氣主要由氣體(ti) 構成的行星都會(hui) 遵循類似的規律,日落時長波光線會(hui) 占據主導地位。例如,天王星大氣中的氫氣、氦氣和甲烷分子會(hui) 散射藍色和綠色的短波光線,大部分偏紅的長波光線則會(hui) 被吸收掉、且不會(hui) 被重新發射出來,因此天王星上的天空一般呈藍色,但在日落時會(hui) 變為(wei) 藍綠色,因為(wei) 與(yu) 地球上同理,大量藍光會(hui) 在傳(chuan) 播過程中被散射掉,剩下的多為(wei) 波長較短的綠光。

當特定波長的光線被散射時,它們會朝四麵八方被重新發射出去當特定波長的光線被散射時,它們會朝四麵八方被重新發射出去

  但如果某顆行星大氣的主要成分並非氣體(ti) ,該行星上的日落就會(hui) 顯得截然不同了。以火星為(wei) 例。火星大氣中氣體(ti) 的密度隻有地球上的80分之一,因此火星上的光線主要靠較大的塵埃分子散射。

  在2014年利用“勇氣號”火星探測器收集的數據開展了一項研究,結果發現,火星上塵埃散射光線的方式與(yu) 氣體(ti) 分子差異很大。火星上的日落呈藍色,正是由塵埃顆粒散射光線的規律導致的。

  氣體(ti) 分子會(hui) 將光線朝四麵八方散射出去,而塵埃顆粒則相反,主要將光線朝前方散射。此外,塵埃顆粒散射紅光的角度範圍比藍光寬得多,因此藍光更為(wei) 集中,火星上藍光的強度約為(wei) 紅光的五倍。

  如果在火星上看日落,你會(hui) 看到太陽同樣呈白色,因為(wei) 光線在穿過火星的過程中不會(hui) 改變顏色。但太陽周圍則圍繞著一圈藍色的光芒,再往外的天空則更偏紅一些,因為(wei) 紅光散射的角度更寬。

  至於(yu) 其它行星和衛星,我們(men) 必須充分了解它們(men) 的大氣組成,否則幾乎不可能預測出它們(men) 日落時的情景。不過埃勒指出,如果已知某個(ge) 天體(ti) 的大氣層主要由氣體(ti) 構成,我們(men) 就能預測出,該天體(ti) 上日落時的色彩一定以長波光線為(wei) 主。

  但假如某個(ge) 星球的大氣層主要由其它物質構成,那就不好說了。塵埃的類型和大小不同,散射光線的方式也不同。換句話說,如果你覺得地球上的日落美得如同“異境”一般,那最好換種說法,因為(wei) 這樣的日落其實是地球這樣擁有氣態大氣的行星獨有的特征,絕非“異境”之景。

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