Kérdés:
Hogyan nézne ki az ég, ha a Föld biztonságos távolságban keringene egy vörös óriás körül?
Andrej Butić
2020-01-15 04:45:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tegyük fel, hogy a nap helyett vörös óriásunk van, de biztonságos távolságban, az aranyfekete zónában kering. Vajon az ég valóban vörösebbnek tűnik? Vagy közelebb állna a fehérhez / átlátszóhoz a kék fény hiánya miatt a Rayleigh-szórás miatt?

Ez egy * igazán érdekes kérdés, vannak szempontjai a csillagászatnak, a földtudománynak (a bolygó légköri részéhez) és a neurológiának (lásd például a Wikipedia [fehér pontja] (https://en.wikipedia.org/wiki/White_point) . Ez felveti a kérdést, hogy mit jelent az "hogyan néz ki az ég". A színek másképp jelennek meg számunkra (csak "normális" megvilágítású szobából vagy hajóról sétálunk ki az új Föld környezetére), mint egy olyan fajnál, amely ezt a fényállapotot és annak fehér pontját a vörös óriás spektruma határozza meg.
a kiindulás helye lehet: [Miért nem lila az ég?] (https://physics.stackexchange.com/q/28895/83380) és [Rayleigh-egyenlet az ég kékjének magyarázataként] (https: // fizika. stackexchange.com/a/241205/83380) és https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering. Használja a https://en.wikipedia.org/wiki/Planck%27s_law fekete testtel egyenértékű hőmérsékletet a Nap és a vörös óriás számára, majd használja a https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space és szerezzen $ X értéket, Y, Z $, majd $ x, y $, de onnan való eljutás, hogy az ég "milyen" színű legyen, attól még függ, hogy ki nézi.
Megértem, hogy a vörös óriásbolygón kialakuló életformák valószínűleg másként érzékelnék a színt, mint mi, de általában kíváncsi voltam az emberekre. Átfogalmazva a kérdést: Ha az emberek egy vörös óriás körül biztonságos távolságban keringő Föld-szerű bolygót telepítettek biztonságos távolságra, akkor milyen színű lenne az ég nagyjából délben? Munka után alaposabban megvizsgálom a linkjeit is, köszönöm, hogy megajándékozta őket :)
A móka akkor kezdődik, amikor rájön, hogy a vörös óriás különböző spektruma hogyan befolyásolja a légköri fotokémiát. Ez aztán hatással van olyan dolgokra, mint a ködképződés ...
Az életforma rögzített állapotának fenntartása @uhoh második megjegyzése a pálya.
A lakható zóna nagyjából a $ a \ sim \ sqrt {L / L_ \ odot} $ AU pályán van. Most $ L \ propto R ^ 2 T ^ 4 $, tehát $ a \ propto RT ^ 2 $: különösen a forróbb csillagokhoz sokkal nagyobb pálya szükséges. A csillagkorong relatív átmérője a bolygó felszínén látható $ \ theta \ propto R / a \ propto (1 / T) ^ 2 $. Tehát egy 3000 K hőmérsékletű csillagnak a nap 5777 helyett a látszólagos átmérője a Nap 3,71-szerese lenne, míg a pálya 54 AU lehet. A nagyobb méret nem óriási, de egy 13,7-szer nagyobb napsugárzás sok visszaverődést és árnyékot lágyabbá tesz.
Kettő válaszokat:
Rob Jeffries
2020-02-24 15:32:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A Rayleigh-szórás minden hullámhosszon előfordul, de a szórási keresztmetszet $ \ lambda ^ {- 4} $ .

A Földön , a Rayleigh-szórásig terjedő légköri optikai mélység vörös hullámhosszon nagyon kicsi, így vörös fény alig szóródik szét, még napnyugtakor sem, amikor a Napot vastag légköri rétegen keresztül nézzük. Ellenkezőleg, elegendő optikai mélység van ahhoz, hogy szétszórja a kék fényt, még akkor is, ha az a Napból érkezik a zenitbe. Egyes számok szerint az optikai mélység a tengerszinttől a tengerszint felől körülbelül 0,36 400 mm-nél (kék) és tízszer kisebb 700 nm-nél ( Bucholtz 1995).

Azonban a szórt fény spektruma vörös óriás esetében nagyon különbözik. A napspektrum csúcsa kb. 500 nm-nél van, és körülbelül két-két tényező kevésbé intenzív mind 400, mind 700 nm-en. A vörös óriás spektruma 900 nm körüli csúcsra esik (az infravörös infravörös tartományban), és a fluxus körülbelül 100-szor alacsonyabb 400 nm-nél és kétszer alacsonyabb 700 nm-nél (ezért hívják őket vörös óriásoknak).

Ha a Rayleigh-féle szóródás folyt volna, és az atmoszféra tetején a teljes fluxus ugyanaz volt, akkor a vörös óriásvilágítás szórt spektruma egészen más lenne. A szétszórt vörös fény összege körülbelül megegyezik a szolárral, de a szétszórt kék fény mennyisége körülbelül 50-szeresére csökken. A nettó hatás az lenne, hogy az ég sokkal sötétebb lenne, és nem ha a kék fény uralja, valójában vörösebb a spektruma (ezt milyen színűnek fogjuk fel, nem vagyok benne biztos.)

De nem csak a Rayleigh-szórás folyik. A szétszóródásig terjedő optikai mélységet a légköri részecskék dominálhatják 600 mm feletti hullámhosszon. Ez a szórás sokkal kevésbé függ a hullámhossztól, függ a részecskék méreteloszlásától és sokkal erősebb kis szórási szögek esetén. Úgy gondolom, hogy ez még egy kicsit fokozná a szórt fény relatív vörösségét, de tekintettel arra, hogy a bejövő fluxus 700 nm-en hasonló a Napéhoz, nem növelné az ég fényerejét.

Összefoglalva, azt gondolom, hogy az ég sokkal sötétebb lenne (50-es tényező), és sokkal vörösebb lenne a spektruma.

Jack R. Woods
2020-02-24 03:37:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Azt hiszem, feltételeznünk kell, hogy azt kérdezi, hogy nézne ki az ég a mi szemünkön keresztül, amelyek a naphoz igazodnak. Maga a csillag nagyobb lenne az égen, és ezáltal lényegesen fényesebb lenne, feltételezve, hogy a Földet lakható helyre mozgatja. Ezenkívül neked kell lenned, aki napnyugtázik, mivel a Föld valószínűleg rendbe jön, és elveszíthetjük a holdat. Mindez azt jelenti, hogy a csillag fénye még mindig fehér lesz számunkra (nem piros), ahogy a napunk sem tűnik "sárgának".

Ha tiszta az ég, akkor is Rayleigh szétszóródni fog, és kéknek tűnik (feltételezve ugyanezt a légkört). Az égszín változása inkább a légkörtől függ (időjárás, napszak, "szennyező anyagok" stb.), Mint amit a csillag meghatároz. Érdekes lenne azonban figyelembe venni a növény színét, mivel úgy fejlődtek volna, hogy a lehető legnagyobb energiát nyerjék egy olyan csillagtól, amelynek emissziója nagyobb hullámhosszon csúcsosodik.

Továbbra is meg vagyok győződve arról, hogy az ég továbbra is kék lesz. A szórás $ \ propto \ lambda ^ {- 4} $, de a Planck függvény bécsi farka $ \ exp (-hc / \ lambda kT) $ néven fut, amely valamikor nyer.


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 4.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...