火星上的日出和日落是蓝色的

天文 | admin发表于2020年08月12日 | 906个浏览

火星上的一天相当于地球上的24小时39分钟，所以在火星上看到的日出和日落节律和地球上几乎是一样的。在地球上，日出和日落的景象都是红色的，但是在火星上，日出和日落会呈现出蓝色的光芒。

在其他星球上的日出和日落，也会呈现出不同的颜色，比如在天王星上，日落时分的天空会从蓝色逐渐变为蓝绿色。在土卫六上，随着太阳逐渐沉到地平线以下，天空则会从黄色变为橙色、再变为棕色。

图为NASA“勇气号”火星探测器在2005年拍摄的火星日落图

那么，这是为什么呢？

地球上的大气由微小的气体分子构成，大部分为氮气和氧气。这些气体分子散射蓝光和紫光等短波光线的效率比偏红的长波光线要高。（散射指分子将光线吸收、再将光线朝四面八方重新发射出去的过程。）这种小分子选择性散射光线的现象叫做瑞利散射。由于这种现象，地球上正午时的天空为蓝色，但在日出和日落时分，阳光在大气层中的运动路径更长，因此更多的蓝光会在途中被散射掉，最终传递到我们眼中的多为波长较长的红光和黄光，从而产生了日落时浮光跃金的鲜明色彩。

任何大气主要由气体构成的行星都会遵循类似的规律，日落时长波光线会占据主导地位。例如，天王星大气中的氢气、氦气和甲烷分子会散射蓝色和绿色的短波光线，大部分偏红的长波光线则会被吸收掉、且不会被重新发射出来，因此天王星上的天空一般呈蓝色，但在日落时会变为蓝绿色，因为与地球上同理，大量蓝光会在传播过程中被散射掉，剩下的多为波长较短的绿光。

火星上的日出和日落是蓝色的

当特定波长的光线被散射时，它们会朝四面八方被重新发射出去当特定波长的光线被散射时，它们会朝四面八方被重新发射出去

但如果某颗行星大气的主要成分并非气体，该行星上的日落就会显得截然不同了。以火星为例。火星大气中气体的密度只有地球上的80分之一，因此火星上的光线主要靠较大的尘埃分子散射。

在2014年利用“勇气号”火星探测器收集的数据开展了一项研究，结果发现，火星上尘埃散射光线的方式与气体分子差异很大。火星上的日落呈蓝色，正是由尘埃颗粒散射光线的规律导致的。

气体分子会将光线朝四面八方散射出去，而尘埃颗粒则相反，主要将光线朝前方散射。此外，尘埃颗粒散射红光的角度范围比蓝光宽得多，因此蓝光更为集中，火星上蓝光的强度约为红光的五倍。

如果在火星上看日落，你会看到太阳同样呈白色，因为光线在穿过火星的过程中不会改变颜色。但太阳周围则围绕着一圈蓝色的光芒，再往外的天空则更偏红一些，因为红光散射的角度更宽。

至于其它行星和卫星，我们必须充分了解它们的大气组成，否则几乎不可能预测出它们日落时的情景。不过埃勒指出，如果已知某个天体的大气层主要由气体构成，我们就能预测出，该天体上日落时的色彩一定以长波光线为主。

但假如某个星球的大气层主要由其它物质构成，那就不好说了。尘埃的类型和大小不同，散射光线的方式也不同。换句话说，如果你觉得地球上的日落美得如同“异境”一般，那最好换种说法，因为这样的日落其实是地球这样拥有气态大气的行星独有的特征，绝非“异境”之景。

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