Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Цвет атмосфер планет  (Прочитано 549 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Цвет атмосфер планет
« : 27 Фев 2023 [19:23:17] »
Давайте представим Солнцеподобную звезду, ну светило спектрального класса G, более похожего на наше Солнце. Как понимаю, у звёздного класса G видимый спектр
близок к нашему, что мы видим от Солнца, света разложенные на другие цвета радуги, более похожий спектр.

Теперь представим вместо Земли другую скалистую экзопланету, по характеристикам похожую опять же на нашу терру. Мне бы хотелось знать, какие газы в атмосферной оболочки при своём возбуждении проявляют спектр, или же, какого цвета была бы атмосфера из того или иного газа. Напомню, при спектре нашего Солнца.
Хотелось бы услышать хорошое внятное объяснение. А то бывает так, что люди объясняют что либо уж очень сложными фразами или вообще задачи пишут, которые любителю астроному не ясны. Думаю, не только я этими вопросами интересуюсь. Так давайте порассуждаем.

Понятно, что атмосфера на планете может быть как плотной (5 атм и более), так и разряжённой (0.235 атм, 0,012 атм и менее) от плотности зависит и парниковый эффект и вообще то, как хорошо атмосферы будут видны. Ещё кстати от массы это всё зависит. Если планета большая и массивная, соответственно, она сможет больше притянуть к себе газа. Само собой, каждый газ способен по своему проявлять интенсивность парникового эффекта. Из парниковых газов я знаю водород, метан, водяной пар и углекислый газ.

Допустим, в атмосфере скалистой экзопланеты в 70% будет преобладать лишь водяной пар. Как будет виден водяной пар в атмосфере экзопланеты при наличии солнцеподобной звезды с похожим на спектр нашего Солнца? Какой парниковый эффект может быть при паровой атмосфере?
При тех же условиях, как будет виден человеческому зрению атмосфера, в которой преобладает CO2 (углекислый газ)


Оффлайн Klapaucius

  • *****
  • Сообщений: 11 234
  • Благодарностей: 183
  • Илья
    • Сообщения от Klapaucius
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #1 : 27 Фев 2023 [19:53:08] »
Допустим, в атмосфере скалистой экзопланеты в 70% будет преобладать лишь водяной пар
Не будет. Будет быстро аналог Венеры (с Землёй такого не случалось, пока что). Если "отодвинуть" планету от звезды достаточно далеко, будет планета с ледяной коркой (с Землёй такое случалось несколько раз, возможно).

В общем надо набирать статистику по атмосферам землеподобных экзопланет. Пока её нет.
Carthago restituenda est

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #2 : 27 Фев 2023 [20:23:18] »
Допустим, в атмосфере скалистой экзопланеты в 70% будет преобладать лишь водяной пар
Не будет. Будет быстро аналог Венеры (с Землёй такого не случалось, пока что). Если "отодвинуть" планету от звезды достаточно далеко, будет планета с ледяной коркой (с Землёй такое случалось несколько раз, возможно).

В общем надо набирать статистику по атмосферам землеподобных экзопланет. Пока её нет.


Так и именно, выйдет планета с атмосферой из водяного пара с огромнейшим давлением, возможно, больше, чем на Венере. Всё зависит от истории планеты и её развития. Может,там атмосферное давление будет не такое большое, 2-3 атм.
Предполагаю, если учитывать парниковость водяного пара, парниковый эффект такой атмосферы будет сногсшибательным. Если при CO2 на Венере парниковый эффект достигает 500 Цельсия, то с водяным паром парник может перевалить за тысячу Цельсия. И то, если оболочка такая же плотная, как и на Венере. Считаю, хорошая тема для обсуждения.

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #3 : 27 Фев 2023 [20:27:17] »
Допустим, в атмосфере скалистой экзопланеты в 70% будет преобладать лишь водяной пар
Не будет. Будет быстро аналог Венеры (с Землёй такого не случалось, пока что). Если "отодвинуть" планету от звезды достаточно далеко, будет планета с ледяной коркой (с Землёй такое случалось несколько раз, возможно).

Не думаю, что она замёрзнет. Большое значение парникового эффекта при плотной атмосфере из H2O просто не даст планете замёрзнуть. Тепло удержится. Таким образом, такую планету можно отодвинуть дальше орбиты Марса, и даже там температура может быть вполне тёплой, ну, это личное мнение)) Это зависит от плотности оболочки. Как же в астрономии и науке много чего от всего зависит..

Оффлайн ivanij

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 25 083
  • Благодарностей: 566
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ivanij
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #4 : 28 Фев 2023 [07:22:52] »
планета с ледяной коркой (с Землёй такое случалось несколько раз, возможно).

 Оледенения, конечно, были, но ледяной корки не было никогда. 
Моя философия не дала мне совершенно никаких доходов, но она избавила меня от очень многих трат. А.Шопенгауэр.
   Лучше совсем не браться за дело, чем исполнить его дурно. А.П.Романов.

Оффлайн vika vorobyeva

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 913
  • Благодарностей: 700
    • Сообщения от vika vorobyeva
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #5 : 28 Фев 2023 [16:26:56] »
Прозрачные газы (без полос поглощения в оптическом диапазоне) будут лишь рассеивать солнечный (звездный) свет, окрашивая небо в голубые тона.
И азот, и кислород, и водород, и гелий, и углекислый газ не имеют полос поглощения в оптическом диапазоне, атмосфера из этих газов прозрачна, небо на планете с атмосферой из этих газов голубое. У метана есть полоса поглощения в красной области, поэтому атмосфера из метана или содержащая значительное количество метана будет бирюзовой или синей (в зависимости от толщи).
Плюс на окраску атмосферы при взгляде из космоса или при взгляде с поверхности будут влиять аэрозоли (дымка, облака). Облака, состоящие из бесцветных веществ, будут выглядеть белыми или серыми. Но, например, цвет неба на Марсе определяется мелкой пылью, весящей в атмосфере, поэтому небо на Марсе розовое (а в отсутствии пыли было бы голубоватым у горизонта и черным в зените).
Глубокая атмосфера из любого прозрачного газа будет выглядеть из космоса голубой или синей благодаря рэлеевскому рассеянию. Если смотреть снизу вверх, то по мере погружения вглубь атмосферы небо из синего будет становиться бирюзово-голубым, потом неопределенно серым, потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее).

Из окрашенных газов известны, например, хлор и фтор, но не видно путей, какими могла бы естественно образоваться атмосфера из этих веществ.

я не заметила момента
когда мой замок из песка
стал превращаться в криворожский
железорудный комбинат

Оффлайн loky1109

  • *****
  • Сообщений: 2 614
  • Благодарностей: 149
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от loky1109
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #6 : 28 Фев 2023 [23:26:46] »
Если смотреть снизу вверх, то по мере погружения вглубь атмосферы небо из синего будет становиться бирюзово-голубым, потом неопределенно серым, потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее).
Минуточку. А почему на закате атмосфера красная?

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #7 : 28 Фев 2023 [23:31:57] »
Если смотреть снизу вверх, то по мере погружения вглубь атмосферы небо из синего будет становиться бирюзово-голубым, потом неопределенно серым, потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее).
Минуточку. А почему на закате атмосфера красная?


Не вся атмосфера, та область, где происходит закат, то есть, у терминатора, вблизи границы дня и ночи. Почему на закате Солнце красноватое? Красный цвет наиболее устойчив к рассеиванию и становится видимым, он меньше рассеивается. Все остальные цвета при закате сильно рассеиваются в атмосфере, проходят большую толщу воздуха.

Оффлайн ROVIAN

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 61 000
  • Благодарностей: 1212
  • RV6LOT Icom IC-775DSP
    • Сообщения от ROVIAN
    • Астрономия в Ростове-на-Дону
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #8 : 01 Мар 2023 [04:31:10] »
Если смотреть снизу вверх, то по мере погружения вглубь атмосферы небо из синего будет становиться бирюзово-голубым, потом неопределенно серым, потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее).
Минуточку. А почему на закате атмосфера красная?
Мы это всë узнавали из учебника Природоведения, в классе в 4-м или 5-м.
Вопросы типа... Почему небо голубое? Почему закат красный? Почему облака белые? :)
80ED+SW0.85/HEQ5/533ММ/QHY5-II,
203/1000/HEQ5/МРСС/183ММ/QHY5-II

Н 150,200,300,  МСТ-180 Hand made  165,215,300,317,450
Canon 550D, 550DA, 1100DA, 5DM2, 5DM4,  (SY 14/2.8, SY 135/2.0, EF 70-200/4L, )  

Оффлайн ivanij

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 25 083
  • Благодарностей: 566
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ivanij
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #9 : 01 Мар 2023 [06:39:51] »
Почему небо голубое?

 А вот этот вопрос совсем не праздный. И его, если не ошибаюсь "проходят"  и в курсе физики.
« Последнее редактирование: 01 Мар 2023 [07:06:07] от ivanij »
Моя философия не дала мне совершенно никаких доходов, но она избавила меня от очень многих трат. А.Шопенгауэр.
   Лучше совсем не браться за дело, чем исполнить его дурно. А.П.Романов.

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #10 : 01 Мар 2023 [09:01:55] »
Если смотреть снизу вверх, то по мере погружения вглубь атмосферы небо из синего будет становиться бирюзово-голубым, потом неопределенно серым, потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее).
Минуточку. А почему на закате атмосфера красная?
Мы это всë узнавали из учебника Природоведения, в классе в 4-м или 5-м.
Вопросы типа... Почему небо голубое? Почему закат красный? Почему облака белые? :)

Похоже, практически все атмосферы из CO2,O2,Ar,N2 - это просто голубой цвет за счёт рассеяния. По крайней мере, это так для Солнца, звезды типа G2
И на Марсе и Венере атмосфера должна быть голубой. Но на Марсе много "железной" пыли и сама атмосфера разряжена (порядка 0.012 атм) а поэтому и рассеивание слабое.
А вот с Венерой интересно. Как бы выглядела её плотнейшая атмосфера без кислотных облаков. По идее тоже синяя или даже бирюзовая, если большинство газов бесцветны.

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #11 : 01 Мар 2023 [09:05:19] »
Почему небо голубое?

 А вот этот вопрос совсем не праздный. И его, если не ошибаюсь "проходят"  и в курсе физики.

Возможно должны проходить, но ведь это не относится к общей планетологии. Скорее, Там изучается отдельно наша планета. Не думаю, что там рассказывают о
экзопланетах, их возможных атмосферах, газах в них, и то, как они будут видны для каждого спектрального типа звезды.

Оффлайн AL Malino

  • ****
  • Сообщений: 273
  • Благодарностей: 12
  • Я тащусь от этого форума!
    • Сообщения от AL Malino
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #12 : 02 Мар 2023 [15:47:59] »
Допустим, в атмосфере скалистой экзопланеты в 70% будет преобладать лишь водяной пар. Как будет виден водяной пар в атмосфере экзопланеты при наличии солнцеподобной звезды с похожим на спектр нашего Солнца? Какой парниковый эффект может быть при паровой атмосфере?
При тех же условиях, как будет виден человеческому зрению атмосфера, в которой преобладает CO2

У Вас несколько странноватая постановка вопроса: Вы хотите, чтобы Вам всё разложили по полочкам, поставив при том задачу максимально широко, практически не конкретизировав условия.
Между тем как, чтобы ответить б.-м. предметно на Ваш вопрос, в учёт необходимо принять в учёт множество факторов, которые находятся между собой в весьма причудливом взаимодействии  :-\ : тут и реальное соотношение компонентов различных газов (пусть даже прозрачных при комнатных условиях), и минеральный состав поверхности, и эксцентриситет орбиты, и наклон оси вращения самой планеты, и продолжительность суток/года на ней, и даже, как ни странно, наличие/отсутствие магнитного поля у планеты! Да и много ещё чего.
Просто для примера из "нашей" жизни : планеты Нептун и Уран — практически близнецы. И состав их атмосфер практически одинаков, и массы почти равны. А вот поди ж ты: отсвечивают они по-разному.  :(

Тем более непонятно, зачем Вам это? :-[ Вряд ли в обозримом будущем кому-либо предоставиться возможность полюбоваться незамутнённым взором планетой у какой-либо из звёзд. А химический состав планетных атмосфер уже как бы научились определять другими методами.


Оффлайн loky1109

  • *****
  • Сообщений: 2 614
  • Благодарностей: 149
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от loky1109
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #13 : 02 Мар 2023 [23:36:03] »
Мы это всë узнавали из учебника Природоведения, в классе в 4-м или 5-м.
Вопросы типа... Почему небо голубое? Почему закат красный? Почему облака белые?
Отбой воздушной тревоги. Я не знаю, как я читал пост Вики, но его часть "потом желтоватым и красным (и будет все темнее и темнее)" я с удивлением увидел только сейчас и до того думал, что у неё вкралась ошибка.

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 9 330
  • Благодарностей: 759
    • Сообщения от библиограф
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #14 : 03 Мар 2023 [17:07:15] »
 
Цитата
По идее тоже синяя или даже бирюзовая, если большинство газов бесцветны.
Синий газ тоже науке известен :o
Трифторнитрозометан CF3NO, понятно, химическая диковина.
Ну, и обычный озон бледно-голубой в газообразном и сине-фиолетовый в жидком, только мало кто его таким видел ^-^
« Последнее редактирование: 03 Мар 2023 [17:49:25] от библиограф »

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #15 : 04 Мар 2023 [13:11:32] »
Читал, что при повышении атмосферы действует эффект затухания, то есть, при повышении атмосферного давления больше проявляется желтоватого цвета. Мы не учитываем аэрозоли или пыль. При низком давлении наоборот, Рэлеевского рассеивания мало и даже когда звезда находится низко над горизонтом, проявления желтых оттенков цветов не последует.

Вот работа человека (не моя!), описывающего, как при различных температурах звезды проявится цвет атмосферы на высоте звезды 85 градусов над горизонтом. Наличие озона и аэрозолей отсутствует.
Моделирование выполнено программным обеспечением CalcMySky

Автор тут: https://astronomy.stackexchange.com/questions/24048/terrestrial-exoplanet-skies-ive-built-a-visual-sky-chart-is-it-accurate/52051#52051

Оффлайн Любитель небосводаАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 200
  • Благодарностей: 40
  • Практикую визуальные наблюдения
    • Сообщения от Любитель небосвода
Re: Цвет атмосфер планет
« Ответ #16 : 05 Мар 2023 [16:28:40] »
Как видно, при 10 бар атмосфера становится более похожей на бирюзовый цвет. У горизонта видны желтовато-коричневые оттенки цветов, ведать из-за большого рассеивания, даже когда звезда в зените.

Узнал у одного человека, что при 40 бар цвет атмосферы будет становится жёлтым или жёлто-белым. Вспомним нашу Венеру с давлением 93 атмосферы. Без облачности цвет атмосферы должен быть не голубым, а жёлтоватым по той причине, что молекул газа в атмосфере уж очень много и они настолько сильно рассеивают голубые оттенки цвета, что мы их уже не может воспринимать глазом, а воспринимаем лучше всего желтый цвет. Возможно, на терминаторе Венеры как раз таки и виден голубой цвет заката за счёт Рэлеевского рассеивания. На Марсе кстати тоже закаты синие, если бы не мешала пыль, делающую атмосферу розоватой.

Не зависимо от того, какой газ будет присутствовать в атмосфере, эти цвета должны меняться в таком порядке по мере повышения атмосферы. Большинство газов же у нас прозрачны. А поэтому, нельзя с точностью до ста процентов утверждать, что голубая атмосфера какой нибудь планеты является именно азотно-кислородной. Это вполне может быть и углекислый газ, просто при давлении в 1 атм почти все газы выглядят для нас голубыми (это ещё в зависимости от температуры звезды). Я это понимаю так.
Только вот, если на планете много пыли или дымки, такой цвет атмосферы может попросту поменяться. Или при наличии озона цвет может стать голубоватым. Тут не знаю..
« Последнее редактирование: 05 Мар 2023 [19:15:10] от Любитель небосвода »