Как выглядит закат Солнца на других планетах?
Как выглядит закат Cолнца с Урана? Один из способов увидеть подлинную красоту мира – наблюдать, как Солнце медленно садится на Западе, окрашивая небо в разные цвета. Теперь представьте, что вы наблюдаете тот же самый закат, сидя на Сатурне, Венере или Марсе. Благодаря ученому-планетологу из NASA этот опыт, кажущийся возможным только в воображении, практически, стал реальностью. Джеронимо Вильянуэва, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, создал симулятор заката, который показывает, как выглядит уходящее за горизонт Солнце с поверхности Красной планеты, колец газового гиганта и других планет Солнечной системы. Ну что, поехали?
Кадр из нового видео НАСА, иллюстрирующего закат на планетах Солнечной системы
В результате моделирования мы отправимся в прекрасное путешествие по Солнечной системе и за ее пределы и насладимся разнообразной палитрой цветов, которые сами по себе захватывают дух .
Как Солнце освещает планеты
Вильянуэва показывает, как это будет выглядеть, когда Земля, Марс, Венера, Уран и Титан – самая большая луна Сатурна, отвернутся от света Солнца и яркость звезды исчезнет вдали. Закаты выглядят по-разному на каждой планете в результате взаимодействия солнечного света с атмосферой планеты. Солнечный свет рассеивается от молекул, находящихся в атмосфере. Этот процесс рассеяния, также известный как рэлеевское рассеяние, оказывается более эффективным на более коротких длинах волн, которые являются синим концом видимого спектра, или частью электромагнитного излучения, которое может быть видно человеческим глазом.
Вот почему солнечный свет, который рассеивается на Землю, является преимущественно голубым, в результате чего дневное небо имеет голубой цвет. Компьютерное моделирование также показывает разницу в цвете неба во время заката на Земле в обычный ясный день, туманный день и пасмурный день. На Уране солнечный свет взаимодействует с водородом, гелием и метаном, содержащимися в его атмосфере, которые поглощают длинноволновую красную часть света. В результате закат на Уране – насыщенная лазурь, которая постепенно переходит в королевский синий цвет с оттенками бирюзы, сообщает NASA в официальном пресс-релизе.
Хотите всегда быть в курсе последних открытий из мира высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Google News, чтобы не пропустить ничего интересного!
С другой стороны, закат на Марсе превращается из коричневатого в голубоватый оттенок в результате пыли в марсианской атмосфере, которая эффективнее рассеивает синий цвет. На приведенном выше видео показаны различные закаты бок о бок, причем белая точка представляет положение Солнца, когда оно садится на этой планете.
Вильянуэва создал симулятор заката, разрабатывая инструмент для возможной будущей миссии по изучению атмосферы Урана. Инструмент компьютерного моделирования предназначен для того, чтобы помочь ученым интерпретировать измерения света на других мирах, чтобы выявить химический состав их атмосфер. Точно так же в 2014 году исследователи, работающие с данными миссии NASA «Кассини» представили себе, как будет выглядеть закат на Титане, скрытый дымкой и смогом, окружающими луну. Эти данные должны были помочь исследователям изучить экзопланеты с туманным небом и лучше понять состав их атмосферы.
Закат на экзопланетах
Сага о Звездных войнах начинается с заката на Татуине, планете с двумя солнцами. Более чем через 40 лет после выхода этого фильма мы знаем, что вполне вероятно где-то есть похожая на Татуин экзопланета. К счастью, теперь мы можем подробно рассмотреть миры, вращающиеся вокруг нашего и чужих солнц. Более того, в новой симуляции NASA цвет отражает не только состав атмосферы каждой из планет, но и эффект, возникающий при движении Солнца к горизонту в результате вращения планет.
Летние закаты захватывают дух из многих уголков Земли. Представьте себе, каким должен быть закат солнца на Венере, Марсе или Уране.
Во время захода Солнца фотоны солнечных лучей отклоняются в разных направлениях, в зависимости от их энергии (длины волны) и состава атмосфер. В результате получается палитра цветов, уникальная для каждом мира.
На Земле это приводит к тому, что во время заката на небе начинает преобладать голубой свет, обогащаясь оттенками желтого, оранжевого и красного. Но на Уране, куда NASA намерены запустить миссию в этом или следующем десятилетии, вечер будет совсем другим. Химический состав атмосферы, влияние пыли и дымки может трансформировать цвет закатов. Это более чем очевидно на Земле, где не существует двух одинаковых закатов, а также на Марсе, где пыль крайне эффективно отражает синий цвет, а закат заставляет небо переходить из синего цвета в коричневый. А на какой планете вы бы хотели встретить закат? Ответ будем ждать здесь!
Источник
Какого цвета закат на других планетах?
Огненно-розовое или персиковое небо на закате — это уникальное преимущество нашей родной планеты, Земли. Но какие цвета появляются, когда Солнце садится на других небесных телах нашей звездной системы?
Ответ зависит от объекта наблюдений. Например, на большинстве спутников красочных закатов не будет вообще, ведь для этого нужна атмосфера, а они ее лишены. Так что космические туристы в будущем не смогут полюбоваться красивым закатным небом на Луне — для них оно всегда будет черным.
На планетах с атмосферой все куда интереснее. Так, на Марсе Солнце восходит и заходит с голубым свечением. По данным НАСА, на газовом гиганте Уране закатное небо переходит от голубого к бирюзовому. А на Титане, одном из спутников Сатурна, не лишенном атмосферы, небо может становиться желтым, оранжевым или коричневым, когда Солнце опускается за горизонт.
По словам Курта Элера, профессора математики в Общественном колледже в Рено, штат Невада, цвета заката сильно отличаются от планеты к планете, поскольку в значительной степени эти оттенки являются продуктом их атмосфер и того, как частицы в них рассеивают солнечный свет, к тому же на яркость цветов влияет удаленность небесного тела от Солнца.
«Все очень непросто», — говорит Элер. «У всех было предвзятое мнение, что механизм [закатов] на других планетах является копией того, что мы видим на Земле». Но это не так.
Вот так необычно выглядит закат на Марсе. Фото было сделано ровером Spirit.
На Земле атмосфера состоит из крошечных молекул газа, в основном азота и кислорода, которые более эффективны при рассеянии — то есть поглощении и переизлучении в другом направлении — коротковолнового света, такого как синий и фиолетовый, чем более длинных красных волн видимого спектра. Селективный тип рассеяния, вызываемый малыми молекулами, называется рэлеевским рассеянием. Он дает нам голубое небо в полдень, но на закате и восходе Солнца, когда солнечный свет должен продвигаться дальше в атмосфере, большая часть голубого света рассеивается. В итоге начинают преобладать длинные красные и желтые волны видимого спекта, которые и создают красочные красно-оранжево-желтые закаты и рассветы.
Любая планета, в атмосфере которой преобладает газ, будет следовать аналогичной схеме, при которой более длинные волны света становятся доминирующими на закате и рассвете, говорит Элер. Например, по данным НАСА, на Уране молекулы водорода, гелия и метана в его атмосфере рассеивают более короткие синие и зеленые длины волн, поглощая (но в основном не испуская) более длинные красные волны видимого спектра. Это создает яркое голубое небо, которое становится бирюзовым на закате, когда синий свет рассеивается сильнее относительно более длинных зеленоватых волн.
Если в атмосфере планеты преобладает что-то кроме газов, «теория закатов» может стать совершенно другой. Элер является автором статьи 2014 года в журнале Прикладная оптика, в которой он исследует, почему марсианский закат кажется голубовато-синим. «Плотность атмосферного газа там составляет лишь около 1/80 от земной», — говорит Элер о Марсе. «В рассеивании преобладают более крупные частицы пыли».
Наша атмосфера может создавать много удивительных эффектов. Этот называется «ложные Солнца», по-научному — паргелий, и возникает он в результате преломления света Солнца в кристалликах льда в атмосфере. На гигантских газовых планетах, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, кристаллы образуют облака аммиака, метана и других веществ, которые могут производить ореолы с четырьмя или более ложными Солнцами.
В исследовании 2014 года, которое использовало данные марсохода Spirit, Элер и его коллеги обнаружили, что марсианская пыль рассеивает свет совсем иначе, чем молекулы газа. «Причиной синего заката является то, как частицы пыли рассеивают свет», — сказал он.
Молекулы газа, подобные тем, что существуют на Земле, рассеивают свет во всех направлениях. Напротив, пыль рассеивает свет в основном в одном направлении — вперед, говорит Элер. Более того, частицы пыли рассеивают красный свет под гораздо более широким углом, чем синий. Поскольку синий свет рассеивается не очень широко, он становится более «концентрированным», из-за чего «синий свет примерно в шесть раз интенсивнее красного [света]» на Марсе, сказал Элер.
Когда вы смотрите на марсианский закат, вы на самом деле видите естественный цвет Солнца. Элер говорит, что «диск Солнца там кажется белым, потому что свет не меняет цвет при прохождении через марсианскую атмосферу». Он добавляет, что «вокруг Солнца есть голубоватое свечение. А дальше небо начинает казаться красноватым. Там вы видите красные лучи, рассеянные под большими углами».
Моделирование закатов на других небесных телах Солнечной системы, состав атмосфер которых мы знаем.Что касается других планет и спутников, то почти невозможно предсказать, как будет выглядеть закат на них, не имея полного представления о составе их атмосфер. Единственное общее правило, которое здесь работает — если эти небесные тела имеют газообразную атмосферу, стоит ожидать более длинные волны света на закате, говорит Элер.
«Там, где в атмосфере преобладают другие вещества, нельзя ничего точно утверждать», — сказал Элер. Различные типы и распределение пыли по размерам будут рассеивать свет уникальными способами. Другими словами, если вы думаете, что закат на Земле «не от мира сего», подумайте еще раз — это действительно исключительная особенность, характерная для планет с газообразной атмосферой.
Источник
Как вращаются Земля, Луна и Солнце
Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.
Размеры Солнца и Луны
Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.
В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.
И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.
Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.
Смена лунных фаз
В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.
Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- последняя четверть.
Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.
Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.
Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.
Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.
Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.
Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.
Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».
Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.
Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.
Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.
Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».
Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.
Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения
Луна совершает 3 вида движений:
- вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
- обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
- обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».
Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.
Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.
Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.
Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.
За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.
Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.
За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.
Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.
Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.
Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.
Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.
Источник