是什麼讓火星的日落不同於地球的日落?

2020-12-06 天文在線

甚至機器人也無法從美麗的日落中睜開眼睛。美國宇航局(NASA)的好奇號火星探測器在第956個火星日任務結束時,以其高解析度桅杆相機對準落日,捕獲了這4個圖像序列。雖然它看起來與地球的落日類似,仔細觀察會發現外星的怪異之處。

火星上的一天持續24小時39分鐘,因此日出和日落幾乎遵循與地球上相同的節奏。當我們最終在那裡建立基地時,太空人應該能夠相對輕鬆地適應星球的晝夜規律。時差會更糟糕。

但是日出與日落所呈現出的色彩與地球上是不同的。初始時,太陽輻射只相當於地球多雲日子裡下午時分的太陽光輻射。這是因為火星與太陽的平均距離為1.41.6億英裡,大約是地球距離的1.5倍。距離的增加會降低陽光的強度。

不僅如此,太陽圓盤大小會從我們在地球上看到的0.5°縮小到火星的0.35°。在地球上,你的小手指到胳膊的長度相當於兩個太陽;在火星,將是三個!

圖解:2005年,美國國家航空航天局的烈火漫遊者在古塞夫火山口拍攝的日落寬景成像。可以看到藍色金黃色和粉紅色交相輝映的天空。由於火星塵埃的優良性質,會將來自太陽的藍光散射給觀察者。圖片來源:美國宇航局/ JPL-Caltech 。(NASA/JPL-Caltech)

那顏色呢?大氣中的灰塵和其他細微顆粒會將日出日落時太陽的藍光和綠光散射成黃色,橙色和紅色。當這些色彩從雲層反射後,夕陽的色彩就會放大並散布在天空中,這使我們可以抓住機會,用相機捕捉這榮光的一刻。

火星上的情況有些不同。火星大氣層中不斷出現的細小塵埃吸收了藍光並散射出暖色,使遠離太陽的天空看起來像熟透了的紅潤色調。同時,與太陽同一方向的塵埃粒子將藍光向前散射,從而在夕陽附近形成很酷的藍色光環。如果站在火星上,只有當太陽靠近地平線時,即太陽光線穿過最大深度的大氣層和塵埃的時候,才會注意到藍色的光芒。

圖解:這是好奇號觀察到的第一個彩色落日。顏色已經經過校準和白平衡,以消除照相機偽像。儘管全景攝像機對藍色的敏感度較低,它也可以像人眼一樣分辨顏色。太陽本身顯示為粉紅色,因為所有較冷的顏色都被散射去了,這類似於為什麼地球上的太陽在接近地平線時顯示為橙色或紅色的原因。請注意,個別巖石從近景的山脊中戳出。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS/Texas A&M Univ。

在地球上,來自太陽的藍光被空氣分子散射,並擴散在天空中,形成一個藍色的樹冠。火星的大氣層不到地球的1%,因此,我們只能在日出和日落時分,從火星大氣(和塵埃)的最大厚度中觀察時,才能注意到藍色。

今年年初機會漫遊者拍攝的火星日落

落日上方的視頻也是使用機會漫遊者拍攝製作的,它也是美國宇航局「另一個」在火星藍圖中至今行走了十多年的漫遊者。就像之前好奇號中的照片一樣,在太陽落山之前,你可以看到一點粉紅色,但是還有其他的事情也在發生,或者沒有。

圖解:蘇必利爾湖的日出。大氣折射(太陽光的彎曲)圓盤變成橢圓形。攝影:萊爾·安德森(Lyle Anderson)

當太陽在地球上落下或升起時,由於大氣折射,它像瓜一樣被擠壓。臨近地平線的較厚的大氣層會使太陽的光向上傾斜,從而將太陽盤的底部推入上半部分,因為這部分較高,該部分受折射的影響較小。一旦太陽升得足夠高,那麼我們會透過較薄的大氣層和減少的折射來觀察它,它會再次變成一個圓。

我已經看過很多次機會者號和好奇心號的落日視頻,而且據我所知,太陽的形狀並沒有改變。至少從表面看並不明顯。我敢打賭,你可以猜到原因——空氣太稀薄,以至於折射無法發揮很大作用。

暮光之城在「紅色星球」上的停留時間也更長,因為在暴風雨來臨後的兩個小時或更長時間裡,暴風雨將塵埃繼續吹到平流層中,仍然反射著太陽的光。

因此你可以看到火星上的日落現象與我們的不同,因為其大氣層的獨特性質。我相信現在活著的某個人將會成為第一個看到和拍攝火星日落的人。希望那張很棒的圖片出現在推特上時,我還活著我。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.universetoday-木楠楠

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