Ce culoare are cerul de pe Marte?
On noiembrie 21, 2021 by adminDispunem de multe imagini de pe Marte, dar nu toate sunt adecvate pentru a răspunde la această întrebare, deoarece unele sunt echilibrate în alb pentru a oferi un contrast mai bun pentru vederea umană. Din fericire, există câteva studii interesante în literatura de specialitate care se ocupă de cromatica cerului marțian și care oferă motive fizice solide pentru aspectul său.
Utilizând camera panoramică (instrumentul Pancam) de la bordul Mars Exploration Rovers Spirit și Opportunity, Bell III și colaboratorii au determinat culoarea cerului din imagini calibrate radiometric. Acest lucru înseamnă că valorile imaginii au fost transformate în cantități fizice (adică flux sau radianță) luând în considerare răspunsul spectral al camerei și al filtrelor, fluxul solar care ajunge la suprafața lui Marte și alți factori. Spirit și Opportunity au raportat ceruri „negru-albăstrui” sau „negre” în atmosfere fără praf. Cu toate acestea, în cea mai mare parte a timpului, atmosfera lui Marte este încărcată cu mult praf, astfel încât acesta nu este aspectul obișnuit al cerului.
Culoarea cerului depinde de modul în care radiația solară este împrăștiată din fasciculul de lumină directă care luminează solul și, de asemenea, de modul în care fasciculele împrăștiate și directe sunt absorbite de moleculele și particulele din atmosferă. De exemplu, dacă nu ar exista atmosferă, așa cum este pe Lună, ați găsi un cer întunecat și un Soare galben. Pe Pământ, culoarea albastră a cerului este produsă de așa-numita împrăștiere Rayleigh, prin care moleculele, a căror rază este mai mică decât lungimea de undă a radiației (aproximativ 1/10), sunt mai eficiente în împrăștierea luminii la lungimi de undă mai mici, secțiunea transversală de împrăștiere fiind invers proporțională cu puterea a patru a lungimii de undă.
Deși, atmosfera lui Marte este mult mai subțire, iar împrăștierea moleculară este astfel mai puțin eficientă. În principiu, praful marțian ar fi putut juca rolul moleculelor din aerul nostru terestru, împrăștiind mai eficient lungimile de undă mai scurte și producând astfel, în cele din urmă, ceruri albastre și apusuri roșii ca pe Pământ. Ar fi putut fi așa, dacă astfel de particule ar fi acționat ca niște dispersoare perfecte, fără absorbție. Cu toate acestea, praful marțian este bogat în oxizi de fier care absorb albastru și care produc exact efectul opus, prin simpla eliminare a celor mai scurte lungimi de undă din fasciculul de radiații.
Roverele au raportat ceruri „maro-gălbui-închis” (adică „caramelizat”) pentru situațiile obișnuite în care rămâne mult praf în suspensie în atmosfera marțiană, dar întrucât praful ar putea contribui la a face ca cerul să fie perceput mai albastru (prin dispersie) sau mai roșu (prin absorbție), este necesară o explicație mai atentă în acest caz. Kurt Ehlers și colaboratorii săi au realizat un studiu lămuritor pe care îl va aprecia oricine este familiarizat cu optica atmosferică. Aceștia au luat în considerare efectul complex al prafului de dimensiuni de ordinul micronilor, care absoarbe albastrul și împrăștie în față și au demonstrat că înroșirea este ușor mai eficientă, conducând astfel la ceruri „caramelizate” pentru „situații prăfuite”. Mai mult decât atât, lungimile de undă mai mari (roșu) și cele mai scurte (albastru) sunt împrăștiate în modele foarte diferite, producând alte efecte interesante, cum ar fi strălucirea albastră care urmărește Soarele pe traiectoria sa pe cerul marțian.
Conform acestui studiu, se pare că există un cer „caramelizat” și Soarele într-o strălucire albăstruie, vizibilă în special în timpul apusurilor de soare pe Marte. Dar lucrurile sunt mai complexe în ceea ce privește percepția umană.
Din moment ce Marte se află la aproximativ 1,5 unități astronomice de Soare, cantitatea de lumină de la suprafață este aproximativ jumătate din cea de pe planeta noastră. În condiții de iluminare slabă, ochii noștri își schimbă sensibilitatea spre albastru, deoarece trecem de la utilizarea celulelor „conice” sensibile la culoare la celulele „bastonaș” daltoniene. Acest lucru este cunoscut sub numele de efectul Purkinje. Prin urmare, primul astronaut care a aterizat pe Marte ar descrie probabil cerul său chiar mai albastru decât s-ar putea aștepta.
.
Lasă un răspuns