Jak vypadá nebe na Marsu?
Na vině je, jak jinak - fyzika. Za barvu nebe může hra slunečního světla s atmosférou - hra, jejíž pravidla jsou určována fyzikálními zákony. To, že je naše nebe modré, tedy rozhodně není náhoda. Proč ale vypadá nebe na Marsu tak odlišně?
Trocha teorie - tři různé druhy rozptylu světlaSvětlo (sluneční paprsky) a částice v atmosféře spolu hrají komplikovanou hru. Její pravidla jsou závislá na vlnové délce dopadajícího světla a na velikosti částic. Nejjednodušší a neselektivní rozptyl se koná tehdy, když je vlnová délka světla zhruba desetkrát menší než průměr částice. Částice je tedy relativně velká a světlo se od ní víceméně jednoduše odrazí. Tento jev se pozoruje například u oblaků. S ohledem na vlnovou délku světla jsou kapičky vody v oblaku skuteční obři. Všechny vlnové délky se od nich odráží stejnou měrou - a výsledný oblak má barvu dopadajícího světla - tedy většinou bílou barvu. Pokud mají částice, které reagují se světelnými paprsky, takovou velikost, která zhruba odpovídá vlnové délce zmiňovaného světla, je rozptyl daleko komplikovanější. Jev dostal název Mieův rozptyl. Třetí druh rozptylu se týká velice malých částic, jejichž průměr je daleko menší než vlnová délka světla. Tento jev dostal název Rayleighův rozptyl. Je to typický rozptyl na molekulách vzduchu v atmosféře. |
Modré nebe - Rayleighův rozptyl v pozemské atmosféře
Pozemská atmosféra je poměrně hustá. Sluneční paprsky se při průchodu atmosférou naší planety tedy nevyhnou interakcím s molekulami vzduchu.
Jejich rozměry se pohybují v řádu nanometrů (miliontin milimetru), zatímco vlná délka viditelných složek slunečního světla se pohybuje v řádu stovek nanometrů. Molekuly, které obsahuje naše atmosféra, jsou tedy řádově stokrát menší než vlnová délka dopadajícího světla. To ovlivňuje způsob, jakým se světlo na částicích rozptyluje.
Ke slovu přichází Rayleighův mechanismus. Různé vlnové délky světla jsou rozptylovány s různou intenzitou.
V praxi to znamená, že se více rozptýlí ta část slunečního světla, která odpovídá modré barvě. Ta pak při pohledu ze Země barví naše nebe na modro.
Červené nebe a červené Slunce
Stejný jev kupodivu způsobuje úplně jinou barvu při západu a východu Slunce.
Situace se liší tím, že v pravé poledne je dráha, kterou musí v atmosféře Země urazit sluneční světlo, daleko kratší než během západu nebo východu Slunce. Delší dráha odpovídá samozřejmě také většímu množství molekul vzduchu, které se potkají se slunečními paprsky při jeho cestě naší atmosférou.
Rozptyl, ke kterému dochází, je tak intenzivní, že ze slunečních paprsků odfiltruje značnou část těch vlnových délek, které jsou blízké modrému konci spektra.
Výsledné světlo pak má oranžovou nebo načervenalou barvu. Pokud je během západu Slunce osvětlen oblak, není jeho barva už bílá (tak jako za poledne), ale oranžová nebo dokonce načervenalá. Relativně velké kapičky vody v oblaku totiž odrážejí světlo neselektivně - všechny vlnové délky se odrážejí s přibližně stejnou intenzitou.
“Logické…” pomyslíte si jistě na tomto místě. Proč má ale marsovské nebe přesně opačnou barvu? Nefungují snad na Marsu fyzikální zákony?
Exotika marsovského nebe - modrý západ Slunce
Proč je na Marsu barva nebe opačná? Proč je na Marsu běžné polední nebe naoranžovělé a západ Slunce se dá pozorovat v modré barvě? Vždyť marsovská atmosféra by měla rozptylovat sluneční paprsky podobně, jako ta pozemská.
I tady je na vině - fyzika. Na Marsu samozřejmě fungují stejné fyzikální zákony jako na Zemi. Ale za rozptyl světla v jeho atmosféře může jiný jev.
Atmosféra Marsu je velice řídká. (Skládá se mimochodem převážně z molekul CO2 a dusíku - vody nebo kyslíku je v ní jen minimum.) Rayleighovým jevem tedy marsovská atmosféra moc světla nerozptýlí.
Zato se tu uplatní jiný jev - tzv. Mieův rozptyl, který funguje nejlépe u částic, které mají velikost srovnatelnou s vlnovou délkou světla. Je daleko komplikovanější. Zjednodušeně řečeno - má zhruba opačné účinky než ten, který pozorujeme na Zemi. Lépe se díky němu rozptylují vlnové délky blízké červenému konci spektra.
Odkud se berou částice, které umožňují mieův rozptyl?
Na Marsu se na rozdíl od Země v atmosféře nachází značné množství velice jemného prachu. Je to důsledek extrémního sucha, které na planetě panuje (viz výše zmíněný nedostatek vody).
V pozemské atmosféře na jemném prachu kondenzují kapičky vody, které pak tvoří oblaka. Prach pak z atmosféry doslova vyprší. V atmosféře Marsu to není možné, a tak se v ní prachu udrží daleko déle než na Zemi. Napomáhá tomu také nižší gravitace naší sousední planety.
Právě tyto jemné částice jsou zodpovědné za odlišné barvy marsovského nebe.
Světelný paprsek, který dopadá na Mars v poledne, musí (podobně jako je tomu na Zemi) v atmosféře urazit jen relativně krátkou dráhu. Přitom se částečně rozptýlí načervenalá část světla. To má za následek, že při pohledu z Marsu vypadá nebe načervenale.
Při západu Slunce musí sluneční paprsek proletět marsovskou atmosférou po daleko delší dráze. Rozptyl je znatelnější, takže ve spektru slunečních paprsků zůstanou jen ty vlnové délky, které jsou blíže modrému konci viditelného spektra. Západ Slunce tedy barví marsovské nebe modře.
Dana Tenzler
Egyptská modř
Seriál (o malířských barvách) se bude zabývat zajímavostmi ze světa pigmentů. Čím nejlépe začít? Jedním z nejstarších, lidmi uměle vyrobených pigmentů. Umělci ho používali už před několika tisíciletími.
Dana Tenzler
Hledání helia v exosférách exoplanet
Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Další články autora |
Ženě se do ruky zakousl pes. Muž, který jí přispěchal na pomoc, zvíře zabil
Ženu v Žihli na Plzeňsku vážně pokousal volně pobíhající pes. Na pomoc jí přiběhl příbuzný, který...
„Krok ke třetí světové.“ Ukrajinci zasáhli klíčovou ruskou radarovou stanici
Ukrajinská armáda zřejmě tento týden zasáhla významnou ruskou radarovou stanici, která je součástí...
Brutální útok nožem v Mannheimu, policista po něm bojuje o život
Šest lidí v pátek utrpělo zranění při útoku nožem na náměstí v centru německého Mannheimu, uvedla...
Nemocnému synovi vstříkla do krve vodu. Chtěla jsem, aby to skončilo, řekla
Mimořádně nešťastný případ matky samoživitelky a jejího vážně nemocného dítěte řeší Městský soud v...
Velký podfuk s výsluhou, nemocenská i v civilu. Policisté obírají stát o miliony
Premium Státu rapidně rostou výplaty výsluh pro policisty, hasiče, celníky či dozorce. Loni Česká republika...
Australský stát jmenoval tajemníka pro „pro změnu chování mužů“
Guvernérka australského státu Viktoria Jacinta Allanová jmenovala poslance Tima Richardsona jako...
Papež se sešel s Čaputovou a matkami dívek, co zemřely při nehodě autobusu
Slovenská prezidentka Zuzana Čaputová se v sobotu setkala ve Vatikánu s papežem Františkem. Na...
Psa, který připomínal kostru, nalezli u chatky. Případů týrání zvířat přibývá
Premium Počet brutálních případů týrání zvířat roste. Lidé z útulků říkají, že tak hrozné zacházení nikdy v...
Levné a vyrobené „na koleni“. Drogy dorazily i na Kubu, narkomafie zatím ne
Premium Na Kubě, jak známo, hezky svítí sluníčko, často tam prší, takže tam dobře rostou rostliny, tedy i...
Rozdáváme mléčnou výživu ZDARMA
Už jste slyšeli o nové pokračovací mléčné výživě BEBA SUPREMEpro 2 určené dětem od ukončeného 6. měsíce? Nyní můžete tuto nejdokonalejší recepturu...
- Počet článků 980
- Celková karma 18,63
- Průměrná čtenost 1285x