火星上的日落是什么样子?蓝白色的太阳围绕蓝色的光晕

火星日落。   新浪科技讯 北京工夫4月13日音讯,据国外媒体报道,日落是宇宙中令人惊叹的奇景之一,可以震动每团体类徘徊的心弦。从绘画到诗歌、再到美丽的摄影作品,暮色四合的场景总能唤醒我们内心艺术的一面。   但假如你有造访火星的方案,想在白色星球上以欣赏一场壮观的日落作为第一天的收尾,那你一定会大吃一惊的。   2005年,在NASA的勇气号火星探测车拍摄的一张火星日落的照片中,只见天空中悬挂着一轮呈蓝白色的太阳,周围围绕着一圈蓝色的光晕,与地球上日落的场景迥然不同。   地球与火星的天空之间有种巧妙的联络。地球呈浅蓝色,天空也以蓝色为主,拂晓和日落时分则逐步变为橘白色。而巧合的是,火星的天空则出现橘棕色,在日落时会逐步过渡为浅蓝色。在两颗行星的天空中闪耀的都是同一轮太阳,为何颜色会如此悬殊呢?   火星上的日落 电磁光谱。   火星距太阳比地球要远得多,因而从火星上看去,太阳要显得小得多、也暗淡得多。   多台火星遨游车搜集的数据显示,太阳从火星上看,会出现为浅浅的蓝白色。另内在日落时,太阳四周似乎被一圈蓝色的光晕覆盖,越往外颜色越浅,逐步与灰白色的火星天空融为一体。   但这种景象终究是由什么惹起的呢?奥妙就隐藏在火星大气层中。   大气是如何影响太阳光线的?   太阳释放出的电磁辐射呈谱状散布,范围从高频的伽马射线不断到低频射电波。其中有一局部可以被肉眼探测到,因而名叫可见光谱段。我们普通将这局部光线叫做“白光”,但它们其实可以被进一步分解为七种不同波长的光线,即“赤橙黄绿青蓝紫”。   复杂来说,异样的电磁辐射抵达不同行星时的强度固然有所不同,但每颗行星上天空和太阳的颜色更是迥然相异。这是由于,除了阳光自身之外,我们所见的颜色还取决于另一个要素:光线穿越的介质。   光线与不同颗粒会发作不同的互相作用。遇到一个颗粒时,光线能够被吸收、也能够被反射、或许被散射出去。这些景象发作的水平取决于与光线发作互相作用的颗粒的性质。有些颗粒更容易使波长更长的白色光发作散射,有些则更容易使波长较短的蓝色光发作散射。因而,有些波长的光会在光线传达的进程中被剔除出去,剩下的光线便决议了我们看到的是何种颜色。例如,外太空中没有颗粒物可以散射或吸收光线,因而太阳在我们看来就是白色的。   为什么地球上的日落呈白色呢?这与一种名叫瑞利散射的景象有关。当颗粒物尺寸与光线波长相比很小时,就会发作这种景象。地球大气中巨大的氮气与氧气分子会使蓝光发作散射,等到光线进入我们眼中时,就只剩红光了。   因而要想弄懂火星上的日落为何呈蓝色,我们首先要弄清火星大气的组成。   火星大气 光线在地球大气中的散射。   火星大气密度只要地球的80分之一。在稀薄的火星大气中,约95%的成分为二氧化碳,3%为氮气,1.6%为氩气,还有不到1%为氧气。但火星大气中还遍及着尘埃颗粒。火星外表被沸石、赤铁、橄榄石、以及磁铁石颗粒所掩盖,这些是招致火星上蓝色日落的次要缘由。   如前文所述,光线的散射取决于颗粒大小。地球大气中的颗粒物体积较小,因而更容易发作瑞利散射。但火星则不然,其大气中悬浮的尘埃颗粒直径介于400至700纳米之间,简直与可见光波长相当,因而这些颗粒无法发作瑞利散射,而是会发生另一种光学景象——米氏散射。   米氏散射   米氏散射是大颗粒的次要散射方式。不同于瑞利散射,米氏散射与波长之间的关系并不大,而是更大水平上取决于光线方向。向前散射发作的概率比向正面或向后散射要大。   普通来说,各个波长的光线发作米氏散射的概率是均等的,但取决于颗粒大小和入射光方向,发作散射的波长也会有所不同。例如,火星大气中的尘埃颗粒使红光发作散射的概率就比蓝光要大。再加上火星大气中含有少量白色的氧化铁,火星的天空自然就出现为白色了。   蓝色日落面前的迷信原理 艺术家绘制的火星地形图。   我们在剖析火星日落时会留意到两项特征,一是太阳自身呈蓝白色,二是太阳四周盘绕着一圈浅蓝色光晕。这种景象发作的缘由又是什么呢?   为何太阳呈蓝色?   太阳在火星上看之所以呈蓝色,是由于火星大气会将偏红的光线过滤掉。火星大气中的尘埃颗粒大小正合适使红光发作散射,因而相比于蓝光,更多的红光会被这些颗粒散射出去。   由于太阳光在日出和日落时传达的间隔最长,等到光线传达至地表时,红光简直曾经消弭殆尽,只剩下波长更短的蓝光。这种景象名叫波长选择性消光,也正是太阳出现蓝色的缘由。   复杂来说,可以将大气层想象为一块阳光“滤镜”。地球大气更容易滤除蓝光、留下红光,火星大气则更容易滤除红光、留下蓝光。   太阳四周的蓝色光晕是如何构成的?   太阳四周的蓝色光晕无法复杂地用波长选择性消光来解释。散射规律在这里也发扬了重要作用。如前文所述,米氏散射在很大水平上取决于光线的方向,并且更容易向前散射。   因而当光线穿越火星大气时,大少数光线都会以较小的偏斜角向前散射。所以我们见到的不是蓝光沿着地平线平均分布,而是一圈面积较小、较为集中的蓝色光晕覆盖在太阳四周。 米氏散射更容易发作在向前的方向上(即入射光方向上)。 从左至右辨别为瑞利散射、两头米氏散射、完全米氏散射。   此外,不同颜色光线的散射规律也有所差别。在行进方向上,蓝光的强度简直高达红光的六倍,因而在我们看来,离太阳越近、蓝光就越亮堂。蓝光的强度在散射角为10°时到达最大值,随着散射角添加,蓝色波长的主导位置也会随之下降。当散射角超越28°,红光的强度就会更占主导位置,这圈光晕就这样逐步融入了暗白色的火星天空中。   简而言之,太阳的蓝色由波长选择性消光景象所致,蓝色光晕则是太阳光线在米氏散射作用下发作角散射的后果。   我们能在地球上见到蓝色的日落吗?   可别以为只要在火星上才干见到蓝色日落,现实上,地球上偶然也能一窥这样的现象。1883年印尼喀拉喀托火山迸发后,外地人就报告称该地域的太阳和月亮变成了蓝色,工夫继续了一个多月。   同一时期,夏威夷的塞雷诺主教还报告称,他看到太阳四周有一圈蓝莹莹的光晕,被一圈棕褐色的光环包围着。这种景象也因而被称作“主教的戒指”。   除了火山迸发外,蓝色日落在沙尘暴频发的阿拉比亚沙漠中也偶有报道。另外,森林大火有时也会发明出白色的天空和蓝色的日落。   结论   除了以上各项要素之外,火星日落的颜色在很大水平上还取决于我们的双眼。只要等人类亲身目击之后,我们才干描绘出火星日落的真正颜色。在此之前,我们只能依赖火星遨游车传回的照片、或许等着看地球上偶然一见的蓝色日落。(叶子)

发表评论