Небо Марса имеет красноватые оттенки, а закат может демонстрировать голубоватый оттенок возле Солнца, что отличается от Земли. Это хроматическое различие в первую очередь связано с присутствием мелкой пыли, взвешенной в марсианской атмосфере, которая взаимодействует со светом иначе, чем молекулы в земном воздухе, как поясняет НАСА.
Различные миссии НАСА задокументировали это явление. Марсоход Spirit запечатлел закат на Марсе в 2005 году, Curiosity зарегистрировал цветную последовательность в 2015 году, а Perseverance получил свою первую запись заката с помощью камеры Mastcam-Z в 2021 году. Эти изображения демонстрируют, как внешний вид небес меняется в зависимости от положения Солнца и концентрации атмосферной пыли.
Хотя атмосфера Марса значительно разреженнее земной, она содержит частицы пыли, которые остаются взвешенными. Эти частицы имеют решающее значение для определения того, как солнечный свет рассеивается в небе. По данным НАСА, марсианская пыль концентрирует синий свет в области рядом с Солнцем, в то время как более длинные волны, такие как желтый и красный, рассеиваются более диффузно по небу.
Это рассеяние объясняет, почему область рядом с Солнцем может приобретать голубоватый оттенок во время восхода или заката. Дальше от Солнца распространяются красные и желтые тона, придавая характерный вид марсианского неба днем. Однако интенсивность этих цветов не постоянна, поскольку количество пыли варьируется, изменяя вид неба. В случае с Perseverance НАСА отметила, что закат в 2021 году имел менее выраженный голубой эффект из-за меньшего количества пыли в тот период.
На Земле доминирующий механизм для голубого неба — это рэлеевское рассеяние, которое происходит, когда солнечный свет взаимодействует с молекулами, намного меньшими по размеру, чем длина волны света, такими как азот и кислород. В этом процессе цвета с более короткой длиной волны рассеиваются с большей интенсивностью, чем цвета с более длинной длиной волны. Следовательно, синий свет достигает глаз под разными углами, что приводит к голубому виду земного неба днем.
При закате на Земле солнечный свет проходит более длинный путь в атмосфере, прежде чем достигнуть наблюдателя. Во время этого пути большая часть синего света отклоняется, в то время как желтые и красные тона становятся более заметными на горизонте. На Марсе динамика иная, поскольку частицы пыли играют гораздо более значительную роль в эстетике неба, не воспроизводя просто усиленную версию земного рэлеевского рассеяния; размер и характеристики этих частиц вызывают иное световое рассеяние.
Spirit зафиксировал закат 19 мая 2005 года в кратере Гусев, где панорамная камера запечатлела Солнце, скрывающееся за горизонтом, демонстрируя голубоватую область рядом с положением Солнца. НАСА отмечает, что такие наблюдения помогают ученым изучать распределение пыли в марсианской атмосфере.
Больше деталей о записях
15 апреля 2015 года Curiosity зафиксировал свой первый цветной закат. Последовательность, записанная камерой Mastcam, длилась 6 минут 51 секунду. НАСА объясняет, что концентрация синего света рядом с Солнцем возникает потому, что пыль рассеивает эту часть спектра иначе, чем цвета с более длинной длиной волны.
Позже Perseverance добавил еще одну запись 9 ноября 2021 года с использованием Mastcam-Z. При этом событии меньшее количество пыли в атмосфере вызвало более тонкий голубой эффект.
Таким образом, марсианское небо нельзя рассматривать только как противоположность земному. Воспринимаемый цвет является результатом взаимодействия солнечного света, атмосферы и взвешенных частиц. В то время как на Земле рэлеевское рассеяние создает известное голубое небо, на Марсе пыль вызывает более красноватые тона днем и может создавать голубую зону рядом с Солнцем в сумерках.