新浪科技訊 北京時(shí)間8月5日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,日落時(shí)分,火紅與淺紅相間的天空是地球上一道獨(dú)特的美景。但太陽系中其它行星日落時(shí)的天空又是什么顏色呢?
答案要視具體行星而定。例如在火星上,日出和日落時(shí)都會(huì)呈現(xiàn)出藍(lán)色的光芒。在天王星上,日落時(shí)分的天空會(huì)從藍(lán)色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色。在土衛(wèi)六上,隨著太陽逐漸沉到地平線以下,天空則會(huì)從黃色變?yōu)槌壬?、再變?yōu)樽厣?/p>
日落時(shí)天空的顏色之所以不盡相同,是因?yàn)檫@些顏色很大程度上是各個(gè)行星大氣層中的顆粒散射光線形成的產(chǎn)物。很多人會(huì)自顧自地以為,火星上日落色彩的形成機(jī)制與地球上相同。但事實(shí)并非如此。
地球上的大氣由微小的氣體分子構(gòu)成,大部分為氮?dú)夂脱鯕?。這些氣體分子散射藍(lán)光和紫光等短波光線的效率比偏紅的長(zhǎng)波光線要高。(散射指分子將光線吸收、再將光線朝四面八方重新發(fā)射出去的過程。)這種小分子選擇性散射光線的現(xiàn)象叫做瑞利散射。由于這種現(xiàn)象,地球上正午時(shí)的天空為藍(lán)色,但在日出和日落時(shí)分,陽光在大氣層中的運(yùn)動(dòng)路徑更長(zhǎng),因此更多的藍(lán)光會(huì)在途中被散射掉,最終傳遞到我們眼中的多為波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光和黃光,從而產(chǎn)生了日落時(shí)浮光躍金的鮮明色彩。
任何大氣主要由氣體構(gòu)成的行星都會(huì)遵循類似的規(guī)律,日落時(shí)長(zhǎng)波光線會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。例如,天王星大氣中的氫氣、氦氣和甲烷分子會(huì)散射藍(lán)色和綠色的短波光線,大部分偏紅的長(zhǎng)波光線則會(huì)被吸收掉、且不會(huì)被重新發(fā)射出來,因此天王星上的天空一般呈藍(lán)色,但在日落時(shí)會(huì)變?yōu)樗{(lán)綠色,因?yàn)榕c地球上同理,大量藍(lán)光會(huì)在傳播過程中被散射掉,剩下的多為波長(zhǎng)較短的綠光。
但如果某顆行星大氣的主要成分并非氣體,該行星上的日落就會(huì)顯得截然不同了。以火星為例?;鹦谴髿庵袣怏w的密度只有地球上的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(hào)”火星探測(cè)器收集的數(shù)據(jù)開展了一項(xiàng)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),火星上塵埃散射光線的方式與氣體分子差異很大?;鹦巧系娜章涑仕{(lán)色,正是由塵埃顆粒散射光線的規(guī)律導(dǎo)致的。
氣體分子會(huì)將光線朝四面八方散射出去,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范圍比藍(lán)光寬得多,因此藍(lán)光更為集中,火星上藍(lán)光的強(qiáng)度約為紅光的五倍。
如果在火星上看日落,你會(huì)看到太陽同樣呈白色,因?yàn)楣饩€在穿過火星的過程中不會(huì)改變顏色。但太陽周圍則圍繞著一圈藍(lán)色的光芒,再往外的天空則更偏紅一些,因?yàn)榧t光散射的角度更寬。
至于其它行星和衛(wèi)星,我們必須充分了解它們的大氣組成,否則幾乎不可能預(yù)測(cè)出它們?nèi)章鋾r(shí)的情景。不過埃勒指出,如果已知某個(gè)天體的大氣層主要由氣體構(gòu)成,我們就能預(yù)測(cè)出,該天體上日落時(shí)的色彩一定以長(zhǎng)波光線為主。
但假如某個(gè)星球的大氣層主要由其它物質(zhì)構(gòu)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?yàn)檫@樣的日落其實(shí)是地球這樣擁有氣態(tài)大氣的行星獨(dú)有的特征,絕非“異境”之景。
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