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如果站在太阳系其他行星上,你会看到怎样的日落?模拟画面来了!

admin 2周前 ( 06-30 03:19 ) 11 抢沙发
如果站在太阳系其他行星上,你会看到怎样的日落?模拟画面来了!摘要: 原标题:如果站在太阳系其他行星上,你会看到怎样的日落?模拟画面来了! 我们的征途是星辰和大海,我们的梦想是整个太阳系。也许有一...
原标题:如果站在太阳系其他行星上,你会看到怎样的日落?模拟画面来了!

我们的征途是星辰和大海,我们的梦想是整个太阳系。也许有一天,我们能够前往太阳系所有的行星和卫星去旅行。那么,在这些行星上,我们会看到怎样的世界呢?

如果站在太阳系其他行星上,你会看到怎样的日落?模拟画面来了!

最近,托美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家Geronimo Villanueva的福,我们有了一个工具,可以模拟其他行星表面的环境,让我们体验一把登陆其他行星的感受。

最近一段时期,Villanueva一直在参与NASA可能会在不远的将来就展开的天王星探索项目,负责为该项目开发计算机建模工具。如果NASA真的发射探测器前往天王星,那么在它进入天王星大气层的时候,就会利用这个工具获得光谱并进行分析。在开发这个工具的时候,Villanueva突发奇想,于是创建了对包括天王星在内的许多太阳系天体表面环境的日落模拟。

在他最终合成的视频开篇,Villaneuva首先以地球在晴朗、浓雾和阴暗天气下的日落为对比,以帮助大家理解可能出现的色差。

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我们知道,一颗星球的天空是什么颜色,取决于它的大气层由哪些物质构成。太阳光本身是白色的,但是在射到大气层中后会被气体分子所散射,最终传播到地表就呈现出了不同的颜色。比如地球的天空,在瑞利散射的作用下,导致波长较短的蓝色散射得更多,所以最终在我们的眼中呈现出了美丽的蔚蓝色。

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天王星上的日落同样呈现出浓郁的蓝色,不过其根本原因和地球并不一样。虽然这同样来自于太阳光在大气层中的散射结果,但是导致其呈现蓝色的原因是大量的氢气、氦气以及甲烷。随着太阳一点点靠近地平线并最终完全落下,明亮的蓝色逐渐变得阴暗最终变为全暗。

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图片说明:天王星日落模拟)

不过,在天王星上想实际看到这样的日落也不是随时随地都能看见的。这是因为,天王星的自转轴和公转轨道有98°的倾角,所以它几乎是“躺着”自转的。由于它公转周期达到了84年,所以平均来说每一侧的白天都要长达21年,这也是这一侧的夏季。在这个时候,除非是赤道附近的区域,否则看不到日落。反之亦然,另一面在白天的时候,也是看不见日落的。只有在自转轴不朝向太阳的时候,并且选择合适的地点,才能看见天王星表面的日落。

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除了天王星之外,Villaneuva还模拟了其他天体。

在金星的表面,日落就变成了朦胧的黄色。在太阳逐渐落下的过程中,天空的颜色也逐渐转为深褐色。金星的日落之所以呈现出这样的颜色,就在于金星的大气层十分浓厚,太阳光非常难以穿透。金星表面大气压是地球的93倍,而且以二氧化碳为主,恐怖的温室效应使它的表面温度甚至可以达到500摄氏度!

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在火星上,日落又呈现出了一种完全不同的颜色。在火星上的傍晚,天空会呈现出一种朦胧的灰褐色状态,同时还会伴随着明亮的光芒。如果你仔细看的话,还会发现太阳在落山之前竟然表现出微微的蓝色。

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实际上,火星上的日落并不完全依赖于模拟,我们已经多次见证了这样的壮观场面。当人类的登陆器降落在它的表面时,这也就变成了可能。对于机遇号火星车和后来任务的新火星车来说,火星上的日落已经习以为常了。

2015年4月15日,好奇号火星车在火星的盖尔撞击坑(Gale)拍摄了一组日落的图片。这张动图包含了四张照片,都是利用火星车上Mastcam相机拍摄的,时间间隔为6分51秒。

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除此之外,这个模型还模拟了土卫六的环境。土卫六是科学家认为最有希望孕育生命的天体之一,NASA也计划在30年代发射探测器前去实地考察。同时,土卫六也是唯一拥有完整大气层的卫星,因此Villanueva也对它表面的日落进行了模拟。

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(图片说明:太空中看土卫六)

和金星一样,即使是从太空中看,土卫六也是橙黄色的。在地表看天空的时候,也会看到这样的颜色。在太阳下落的过程中,天空逐渐转为深褐色。这里的日落之所以会这样,就在于土卫六的大气层中氮气的比例占到了95%,比地球还高。除此之外,还有浓度相对较高的甲烷以及其他含碳的有机分子。

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(图片说明:Villanueva模拟的土卫六日落过程)

与此同时,他们还模拟了系外行星TRAPPIST-1e的表面环境。这颗行星的宿主恒星TRAPPIST-1拥有7颗行星,是拥有系外行星最多的天体之一。最新研究表明,它这7颗行星中可能有3-4颗都处于宜居带内,TRAPPIST-13就是其中之一。

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据介绍,Villaneuva和他的美国宇航局戈达德太空飞行中心同事们开发的这个软件,是行星光谱发生器(Planetary Spectrum Generator)的一部分,目前已经在网络上发布。对于天文学家们来说,他们可以通过将恒星的光通过行星、彗星、卫星等天体的大气层模式,分析其大气层内的物质成分。而对于科学爱好者来说,可以反过来使用这个程序,通过天体的大气成分来模拟表面的天空环境。

这样的模拟还是非常有趣的,也可以帮助科学家验证理论分析的正确性。如果我们成功印证了这些模拟的结果,那么就非常有理由说明推测出来的系外行星天空颜色有着非常高的准确率。到那个时候,即使不前往系外行星,我们也能体验到登陆上去是什么样的感受了。

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