其它行星上的日落是什麼顏色?

2020-12-04 新浪科技

來源：新浪科技

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，據國外媒體報導，日落時分，火紅與淺紅相間的天空是地球上一道獨特的美景。但太陽系中其它行星日落時的天空又是什麼顏色呢？

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

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

地球上的大氣由微小的氣體分子構成，大部分為氮氣和氧氣。這些氣體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、再將光線朝四面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。由於這種現象，地球上正午時的天空為藍色，但在日出和日落時分，陽光在大氣層中的運動路徑更長，因此更多的藍光會在途中被散射掉，最終傳遞到我們眼中的多為波長較長的紅光和黃光，從而產生了日落時浮光躍金的鮮明色彩。

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

當特定波長的光線被散射時，它們會朝四面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，該行星上的日落就會顯得截然不同了。以火星為例。火星大氣中氣體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」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氣體分子差異很大。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。

氣體分子會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範圍比藍光寬得多，因此藍光更為集中，火星上藍光的強度約為紅光的五倍。

如果在火星上看日落，你會看到太陽同樣呈白色，因為光線在穿過火星的過程中不會改變顏色。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，因為紅光散射的角度更寬。

至於其它行星和衛星，我們必須充分了解它們的大氣組成，否則幾乎不可能預測出它們日落時的情景。不過埃勒指出，如果已知某個天體的大氣層主要由氣體構成，我們就能預測出，該天體上日落時的色彩一定以長波光線為主。

但假如某個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徵，絕非「異境」之景。（葉子）

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