Cenas encenadas
Na verdade, na maioria das vezes as naves espaciais que exploram o sistema solar tiram fotos em preto e branco - essas câmeras são mais simples, mais confiáveis e mais baratas. Para obter uma imagem colorida, os rovers ou sondas pegam três quadros em preto e branco: através de filtros vermelho, verde e azul, e então compõe uma imagem colorida a partir deles. Aliás, foi assim que o grande entusiasta da fotografia e inventor Sergei Prokudin-Gorsky obteve as primeiras fotografias coloridas do mundo no início do século XX. Sua câmera tinha três lentes que tiravam simultaneamente três fotos em preto e branco através de filtros, e a imagem colorida era “sintetizada” depois disso, no projetor.
Apesar do método de produção "rotunda", as imagens coloridas obtidas desta forma transmitem totalmente cores reais. Então de onde isso vem pôr do sol azul em Marte?
Física e poeira
O fato é que as atmosferas de Marte e da Terra são muito diferentes. Em Marte, é visivelmente menos denso e muito empoeirado. A poeira contém partículas muito pequenas, cujo tamanho é comparável ao comprimento de onda da luz. Durante o dia, as menores partículas de poeira absorvem a parte azul do espectro da luz solar e o céu de Marte tem a mesma tonalidade avermelhada de toda a sua superfície. Quando o Sol se põe, o caminho que a luz percorre na atmosfera do planeta se torna mais longo e outro efeito se torna dominante - dispersão de luz Rayleigh. Ao mesmo tempo, a luz azul é espalhada mais fortemente na atmosfera marciana. É por isso que vemos um brilho azul ao redor do Sol poente em Marte.
Típico pôr do sol marciano. Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch
Outros céus
Marte está em clube de elite de quatro corpos celestes com uma atmosfera, cuja superfície e céu pudemos ver em cores. Os outros dois membros do clube são Vênus e Titã e, claro, nossa Terra.
Em 1º de março de 1983, a sonda Venera-13 pousou na superfície de Vênus, que conseguiu trabalhar a uma temperatura de 456 graus Celsius e uma pressão de 92 atmosferas por 127 minutos. A azarada Vênus não foi a primeira espaçonave a retornar imagens da superfície do nosso vizinho mais próximo no Sistema Solar, mas foi a primeira imagem colorida. O veículo de descida carregava duas câmeras telefotométricas "coloridas" TFZL-077. Eles obtiveram a imagem tirando fotos através de três filtros de cores - azul, verde e vermelho.
A escala de cores de referência estava no campo de visão das câmeras panorâmicas Venera-13. Tendo recebido imagens coloridas sintetizadas, os cientistas terrestres foram capazes de corrigi-las nessa escala. O alvo do tiro foi a superfície do planeta, mas o céu amarelado é visível nos cantos dos panoramas. Quatro dias depois, em 5 de março, imagens coloridas foram tiradas pelo Venera-13, o aparelho Venera-14, que trabalhou na superfície por apenas 57 minutos. A cor verde-amarelada de Vênus também se deve ao espalhamento Rayleigh. No entanto, de acordo com o vice-chefe do Laboratório de Espectroscopia de Infravermelho de Atmosferas Planetárias alta resolução MIPT Alexandra Rodina, é esta cor que se deve, em primeiro lugar, densidade aumentada atmosfera venusiana e, em segundo lugar, a presença de uma grande quantidade de ácido sulfúrico nela.
Fragmentos do céu são visíveis ao longo das bordas da superfície venusiana. Foto: IKI RAS
A conquista "colorida" do próximo corpo celeste com a atmosfera teve que esperar mais de dez anos. 14 de janeiro de 2005 estabelecido na União Europeia agência espacial(ESA) A sonda Huygens trazida para o sistema de Saturno pela sonda Cassini da NASA pousou na superfície maior satélite Saturno, Titã.
Muito tempo foi considerado o mais grande satélite no sistema solar, mas estudos da Voyager na década de 1980 mostraram que Titã parece maior do que é devido à densa atmosfera de metano que foi confundida com a superfície da lua. Mas mesmo sem a atmosfera, este é um corpo celeste bastante grande: entre os satélites, apenas Ganimedes de Júpiter o ultrapassa. Titã não é apenas maior que a nossa Lua, mas também Mercúrio e Plutão.
Huygens trabalhou 147 minutos durante a descida do paraquedas e transmitiu sinais da superfície por mais 72 minutos, tendo conseguido enviar 700 megabytes de informações para a Terra, incluindo 350 imagens, algumas em cores.
Nas fotografias, Titan parece, embora sem vida, mas bastante pacífico. Na verdade, uma pessoa não teria durado lá nem por alguns segundos. Foto: NASA/JPL/ESA/Universidade do Arizona
As câmeras da espaçonave capturaram a superfície marrom-amarelada de hidrocarbonetos congelados do satélite, recém-lavado pela chuva de metano (o clima em Titã não é muito bom). O céu na lua de Saturno também é marrom-amarelado, e o próprio satélite é verde-amarelo nas fotos. E aqui novamente a mesma dispersão "funciona", apenas em outros gases.
Depois que os astrônomos fotografaram a paisagem em Titã, não havia objetos "atmosféricos" com céus coloridos deixados no sistema solar (planetas gigantes, compostos de gás e líquido, não contam). Para todos os outros corpos celestiais sistema solar, de Mercúrio a Plutão, o céu será preto - mesmo em preto e branco, mesmo em fotografia colorida. Não há atmosfera significativa e, portanto, se dissipam luz solar em nada.
Nos filmes de ficção científica, vemos outros mundos com céus, ao que parece, de todas as cores do arco-íris. Mas os cientistas ainda não podem responder à questão de que cor o céu pode realmente ser em planetas fora do sistema solar (os chamados exoplanetas). Podemos apenas adivinhar que tipo de atmosfera esses planetas têm: hoje mais de três mil exoplanetas foram descobertos, e a maioria deles está em sistemas estelares, que não são nada semelhantes ao Solar. E a própria luz das estrelas que iluminam esses planetas pode não ser a mesma que a luz do Sol: anãs vermelhas, gigantes azuis, gigantes brancas e até anãs marrons quase roxas (na faixa visível) podem ter planetas.
Porque atmosfera terrestre melhor difunde a luz no espectro azul.
Em outros objetos espaciais as composições das atmosferas diferem das da Terra ou estão ausentes, portanto, o céu em outros planetas é significativamente diferente. No Lua, Mercúrio e Plutão não há atmosfera. E nada dispersa os raios de luz. Portanto, o céu nesses corpos celestes é preto e as estrelas são muito brilhantes.
No Vênus há uma atmosfera, e ela não espalha raios verdes e azuis. Portanto, o céu em Vênus cor amarela, tem uma tonalidade cinza perto do horizonte e laranja no zênite.
marciano o céu é amarelo-laranja. Isso ocorre porque há muita poeira vermelha na atmosfera do planeta. Durante o pôr do sol e o nascer do sol, o céu em Marte cor rosa, e no horizonte muda de roxo para azul.
cor do céu Saturno assim como na terra cor azul. E assim como a nossa, a atmosfera não espalha a parte vermelha da luz do sol.
Céu urânio tem uma cor de água-marinha. A razão para isso é a composição da atmosfera do planeta. Consiste principalmente em hidrogênio, hélio e uma pequena fração de metano. A atmosfera reflete os raios azuis e verdes e absorve os vermelhos, o que cria a bela cor do céu.
No Netuno céu de cor azul. Isso ocorre porque a atmosfera é dominada por um grande número de gás metano, que absorve fortemente o espectro vermelho.
gigante de gás - Júpiter. A atmosfera do planeta consiste em nuvens densas contínuas. E a cor das nuvens muda dependendo da altura: as de cima são vermelhas, depois brancas e marrons, e as de baixo são azuis.
Todo mundo sabe como o Sol se parece da superfície da Terra. Basta olhar para o céu e ver um disco brilhante, localizado a 149,6 milhões de quilômetros de nós. É um pouco mais difícil imaginar como é o Sol de outros planetas do sistema solar. As obras de artistas e fotografias ajudarão aqueles que não têm imaginação suficiente. Neles você verá o Sol como aparece nos céus dos sete planetas do sistema solar e o "anão" Plutão.
Mercúrio
Mariner 10 é o primeiro nave espacial que chegaram a Mercúrio (1975-1976). Selo de David | NAS
Vênus
O segundo planeta do sistema solar está a 108 milhões de quilômetros do sol. Se você olhar para o Sol sob as nuvens de ácido sulfúrico da atmosfera venusiana, a estrela parece um ponto luminoso fraco. O sol em Vênus parece ser 50% maior do que na Terra.
Magellan (EUA)— estação interplanetária, que pela primeira vez realizou um mapeamento de radar detalhado de Vênus e continuou a pesquisa iniciada pelos dispositivos Venera (URSS) 6 anos antes. Selo de David | NASA
Marte
Nos céus empoeirados do Planeta Vermelho, o Sol parece muito menor do que na Terra. Marte está localizado a 227,9 milhões de quilômetros do Sol - 1,5 vezes mais longe da estrela do que o nosso planeta. Pôr do sol em Marte.
Pôr do sol em Marte. NASA
Júpiter
Vista do Sol de Europa, uma das luas de Júpiter. Júpiter está a 778,5 milhões de quilômetros do Sol, que é 5 vezes a distância entre a Terra e nossa estrela "pai". Na Europa, o Sol parece ser 5 vezes menor que na Terra. Na imagem, Júpiter está prestes a cobrir a estrela com seu disco.
NASA/JPL-Caltech
Saturno
Urano
Urano é o sétimo planeta a partir do Sol, 19 vezes mais distante da estrela do que a Terra.
A Voyager 2 é a primeira e única nave espacial a chegar a Urano (1986). Selo de David | NASA
Netuno
Vamos admirar o Sol de Tritão, uma das luas de Netuno. Netuno é o planeta mais distante do sistema solar. Nuvens de poeira e gás expelidas por um poderoso gêiser criogênico em Tritão ofuscam parcialmente o minúsculo Sol, que é 30 vezes menor do que na Terra.
17:09 04/12/2016👁 1 695
Pôr do sol em Gusev. Uma foto do rover de Marte "Spirit"
O astrofísico Santiago Pérez-Hoyos sobre a atmosfera de Marte, o efeito Purkinje e a percepção da cor do céu marciano pelo olho humano.
NO este momento há muitas fotografias, mas nem todas nos permitem julgar a cor do céu nesta. Muitos deles têm um balanço de branco muito alto, então nossa visão não nos permite distinguir os contrastes nessas fotografias. Felizmente, existem bastante pesquisa interessante, em que os cientistas estão tentando distinguir as cores do céu de Marte e explicá-las com leis físicas.
Como parte do programa Mars Exploration Rover, os cientistas da NASA entregaram ao planeta vermelho e ao Bell III. Eles foram equipados com câmeras panorâmicas Pancam Instrument. Os cientistas obtiveram imagens calibradas radiométricas que podem ser usadas para determinar a cor do céu. Os dados da imagem foram transformados em quantidades físicas(fluxo e radiância) levando em consideração a sensibilidade espectral da câmera e filtros, radiação solar que atinge a superfície de Marte e outros fatores. Spirit e Oppotunity fotografaram preto azulado e céu preto naquelas camadas onde não há poeira. No entanto a maioria tempo na atmosfera de Marte há muita poeira, então na maioria das vezes o céu é de uma cor diferente.
A cor do céu em Marte depende de como radiação solaré espalhado por um feixe de luz direto e ilumina uma superfície, e como os raios espalhados são absorvidos por moléculas e partículas na atmosfera. Por exemplo, se não houvesse atmosfera, como em , então seria céu escuro e branco. O céu é azul devido ao espalhamento Rayleigh, devido ao qual as moléculas com um raio menor que o comprimento de onda da radiação (cerca de 1/10) se espalham melhor em comprimentos de onda mais curtos. Neste caso, a seção transversal de espalhamento é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda.
A atmosfera de Marte é muito mais fina, então a dispersão molecular é menos eficaz. A poeira marciana pode desempenhar o mesmo papel que as moléculas de ar na Terra, que espalham comprimentos de onda curtos de luz e contribuem para a formação céu azul e pôr do sol vermelho na Terra. Em Marte, funcionaria da mesma forma se as partículas espalhassem luz sem qualquer absorção. No entanto, a poeira marciana é rica em óxido de ferro azul absorvente, que produz efeito reverso e simplesmente desvia comprimentos de onda curtos de luz do fluxo de radiação.
O rover Opportunity, no alto da borda da Cratera Victoria, olhou para longe por um mês em 2007, e aqui você pode ver como o ar marciano se tornou cada vez mais opaco devido a uma tempestade de poeira.
Os rovers tiraram fotos de céus "amarelados escuros" em uma situação típica em que muita poeira permanece na atmosfera marciana. Mas como a poeira às vezes faz o céu parecer mais azul (devido à dispersão da luz) ou mais vermelho (devido à absorção da luz), é necessário um entendimento mais profundo aqui. Kurt Ehlers e seus colegas fizeram um estudo que é apreciado por todos familiarizados com óptica atmosférica. Ehlers e colegas analisaram o efeito complexo da poeira de tamanho mícron absorvendo a luz azul e demonstraram que o avermelhamento é um pouco mais eficaz e leva a céus marrom-amarelados em "situações empoeiradas". Além disso, comprimentos de onda mais longos (vermelho) e comprimentos de onda mais curtos (azul) se espalham de maneira muito diferente, produzindo efeitos interessantes, como um brilho azul que segue o Sol em seu caminho para o céu de Marte.
De acordo com este estudo, o céu é marrom-amarelado e o Sol brilha em azul e é especialmente visível durante o pôr do sol. Mas é mais complicado do que você imagina. Como Marte está a uma distância de 1,5 do Sol, a quantidade de luz na superfície é metade da da Terra. Devido à luz insuficiente, nossos olhos mudam a sensibilidade para a luz azul, porque passamos do uso de cones sensíveis à cor para o uso de bastonetes não sensíveis à cor. Isso é chamado de efeito Purkinje. Portanto, o primeiro astronauta a pousar em Marte provavelmente descreverá o céu como mais azul do que você poderia esperar.
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