Jakou barvu má obloha na Marsu?
On 21 listopadu, 2021 by adminMáme mnoho snímků z Marsu, ale ne všechny jsou vhodné k zodpovězení této otázky, protože některé jsou vyvážené bílou barvou, aby poskytovaly lepší kontrast pro lidský zrak. Naštěstí je v literatuře dost zajímavých studií, které se zabývají chromatičností marťanské oblohy a uvádějí rozumné fyzikální důvody pro její aspekt.
Pomocí panoramatické kamery (přístroj Pancam) na palubě vozítek Spirit a Opportunity pro výzkum Marsu Bell III a jeho spolupracovníci určili barvu oblohy z radiometricky kalibrovaných snímků. To znamená, že obrazové hodnoty byly převedeny na fyzikální veličiny (tj. tok nebo zářivost) s ohledem na spektrální odezvu kamery a filtrů, dopadající sluneční tok na povrch Marsu a další faktory. Spirit a Opportunity zaznamenaly „modročernou“ nebo „černou“ oblohu v bezprašné atmosféře. Většinu času je však atmosféra Marsu zatížena velkým množstvím prachu, takže tento aspekt oblohy není běžný.
Barva oblohy závisí na tom, jak je sluneční záření rozptýleno z přímého světelného paprsku osvětlujícího zemský povrch a také jak jsou rozptýlené a přímé paprsky pohlceny molekulami a částicemi v atmosféře. Kdyby například neexistovala atmosféra, jako je tomu na Měsíci, našli byste tmavou oblohu a žluté Slunce. Na Zemi vzniká modrá barva oblohy v důsledku takzvaného Rayleighova rozptylu, při němž molekuly, jejichž poloměr je menší než vlnová délka záření (přibližně 1/10), účinněji rozptylují světlo kratších vlnových délek, přičemž průřez rozptylu je nepřímo úměrný čtyřnásobku vlnové délky.
Ačkoli je atmosféra Marsu mnohem řidší a molekulární rozptyl je tak méně účinný. V zásadě by marťanský prach mohl hrát roli molekul našeho pozemského vzduchu, účinněji rozptylovat kratší vlnové délky, a tak nakonec vytvářet modrou oblohu a červené západy slunce jako na Zemi. Mohlo by tomu tak být, kdyby se tyto částice chovaly jako dokonalé rozptylovače bez absorpce. Marťanský prach je však bohatý na modré absorbující oxidy železa, které vytvářejí právě opačný efekt tím, že jednoduše odstraňují nejkratší vlnové délky ze svazku záření.
Rovery hlásily „tmavě žlutohnědou“ oblohu (tj. „máslovou“) pro běžné situace, kdy v atmosféře Marsu zůstává suspendováno velké množství prachu, ale protože prach by mohl přispívat k tomu, aby byla obloha vnímána modřejší (prostřednictvím rozptylu) nebo červenější (prostřednictvím absorpce), je zde nutné pečlivější vysvětlení. Kurt Ehlers a jeho spolupracovníci vypracovali poučnou studii, kterou ocení každý, kdo je obeznámen s atmosférickou optikou. Zvážili komplexní vliv prachu o velikosti mikronů, který pohlcuje modrou barvu a rozptyluje ji dopředu, a prokázali, že zčervenání je o něco účinnější, což vede k „máslové“ obloze pro „prašné situace“. Kromě toho se delší vlnové délky (červená) a kratší vlnové délky (modrá) rozptylují ve velmi odlišných vzorcích, což vytváří některé další zajímavé efekty, jako je modrá záře, která následuje Slunce na jeho cestě po marťanské obloze.
Podle této studie se zdá, že na Marsu existuje „máslová“ obloha a Slunce v namodralé záři, která je patrná zejména při západech Slunce. S lidským vnímáním je to však složitější.
Protože se Mars nachází ve vzdálenosti zhruba 1,5 astronomické jednotky od Slunce, je množství světla na povrchu zhruba poloviční než na naší planetě. Při nízkém osvětlení se citlivost našich očí mění směrem k modré barvě, protože přecházíme z používání barevně citlivých „čípkových“ buněk na barevně slepé „tyčinkové“ buňky. Tento jev je znám jako Purkyňův efekt. Proto by první astronaut, který přistál na Marsu, pravděpodobně popsal jeho oblohu ještě modřejší, než by se dalo očekávat.
.
Napsat komentář