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
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?
Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi
Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Alkohol v jídle - kolik se ho vypaří během vaření?
Odpařuje se alkohol, který se přidává do jídla, během vaření natolik, aby byl výsledný pokrm vhodný pro děti? O alkoholu v potravinách. (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Nahá umělkyně za zvuků techna házela před dětmi hlínou. Už to řeší policie
Policie prošetřuje vystoupení, ke kterému došlo na Akademii výtvarných umění (AVU). Umělkyně a...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Auto vyjelo z vozovky a srazilo tři lidi. Žena zemřela, dvě vnučky jsou zraněné
Osobní auto srazilo dnes odpoledne v Čáslavicích na Třebíčsku ženu a dvě děti. Žena srážku...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Šli do stanu zjistit, zda nemají nádor. Krutou odpověď jich slyšelo 170
Preventivní akce Stan proti melanomu se v Praze, Brně a Ostravě zúčastnilo přes 3800 lidí. Lékaři...
Maláčová o důchodech: Nad 60 let jsou lidé bez šance. Rekvalifikují se, věří Pertold
Podcast Vláda v úterý schválila návrh důchodové reformy. Počítá se zvyšováním důchodového věku nad 65 let...
V Berlíně hoří výrobní hala firmy produkující zbraně poskytnuté Ukrajině
Hasiči na jihozápadě Berlína likvidují rozsáhlý požár výrobní haly, ve které jsou uskladněny...
Ukrajině nastává „nejtemnější hodina“. Začíná mluvit o jednání s Rusy
Premium Ukrajinské armádě se stále nedaří stabilizovat situaci na frontě a nálada v Kyjevě je čím dál...
Pronájem bytu 3+kk, 53 m2, Bělá pod Bezdězem
Máchova, Bělá pod Bezdězem, okres Mladá Boleslav
12 900 Kč/měsíc
- Počet článků 972
- Celková karma 19,82
- Průměrná čtenost 1325x