Можно ли увидеть радугу на любых телах Солнечной системы, кроме Земли?

Мы знаем из «Полетов на планетах и ​​лунах с плотной атмосферой» , что многие тела в нашей Солнечной системе имеют достаточную атмосферу, по крайней мере, для рассмотрения концепции полета.

Как насчет красоты радуги, солнца, отражающегося в каплях воды, висящих в воздухе, волшебного движения, которое они совершают вместе с вами? Будет ли переезд на другую планету или луну в нашей Солнечной системе означать конец радуги?

После повторного открытия мы согласились в нашей мета по исследованию космоса через 3 недели после закрытия этого вопроса (2 августа 2013 г.), что планетарная наука является актуальной, и добавили ее в нашу область. Закрытие этого вопроса, в то время как у нас есть аналогичный более новый вопрос относительно физики атмосферы неземных планет, открытый и никогда не оспариваемый как не относящийся к теме, кажется неправильным. Если вы заметили другие, более старые вопросы по планетарной науке, закрытые как не относящиеся к теме с датой закрытия до 23 августа 2013 года, назначьте их для повторного открытия (ссылка под вопросом) и/или отметьте для внимания модератора. Спасибо!

Ответы (1)

Существует возможность естественного появления радуги на других небесных телах, в атмосфере которых имеется достаточное количество водяного пара или большое количество водяных капель, или даже газов или капель других молекул, способных воздействовать на свет Солнца (или другого источника). источники) в виде крошечных призм и преломляют его на видимые компоненты (разные длины волн). Другая возможность - это также минеральная пыль, рассеянная в атмосфере или даже в планетарных кольцах:

   Преломление прозрачных минералов

                   Диаграмма рассеяния преломления различных прозрачных минералов и их плотности (источник: physics.info )

Проблема в том, что мы на самом деле не знаем, какие это могут быть небесные тела в нашей Солнечной системе. Марс, возможно, имеет слишком тонкую атмосферу и недостаточно водяного пара (210 частей на миллион), чтобы любой такой эффект был действительно заметен, и мы недостаточно знаем об атмосферных условиях других планет и их спутников.

Но есть и другие возможности. Например, Титан, один из спутников Сатурна, имеет жидкий метан (показатель преломления 1,29):

       Многослойность Титана

       Слои атмосферы Титана в УФ + видимом спектре, изображение с космического аппарата Кассини-Гюйгенс (источник: Википедия )

Еще более веские доводы в пользу возможного образования эффекта радуги на поверхности Титана исходят из наблюдений Кассини и Гюйгенса, которые указывают на то, что на Титане может быть довольно сложная погодная система и осадки в виде дождя из жидкого метана:

Условия в тропосфере Титана близки к тройной точке метана, второго по распространенности компонента его атмосферы. Наше понимание нижних слоев атмосферы Титана значительно изменилось за последнее десятилетие. Наземные наблюдения, изображения космического телескопа Хаббл и данные, полученные с космических кораблей «Кассини» и «Гюйгенс», показывают, что в тропосфере Титана присутствует метеорология, основанная на метане, в прямой аналогии с метеорологией на Земле, основанной на воде. То, что когда-то считалось безмолвным местом, лишенным облаков или локальной погоды и лишь незначительно меняющимся в длительных сезонных масштабах, теперь понимается как динамическая система, в которой значительные погодные явления регулярно происходят на фоне резких сезонных изменений. Хотя данные наблюдений за погодой на Титане охватывают лишь треть его 30-летнего сезонного цикла,

(Источник: Метановая погода на Титане, Ежегодный обзор наук о Земле и планетах , Обсерватория Лоуэлла, май 2012 г.)


Обновление : в июле 2011 года зонд ЕКА Venus Express впервые наблюдал радужную особенность на другой планете :

Считается, что атмосфера Венеры содержит капли, богатые серной кислотой. Создавая изображения облаков с Солнцем прямо за космическим кораблем Venus Express, ученые надеялись обнаружить славу, чтобы определить важные характеристики облачных капель.

Они были успешными. Великолепие на изображениях здесь было замечено на вершинах облаков Венеры, на высоте 70 км над поверхностью планеты, 24 июля 2011 года. Его ширина составляет 1200 км, если смотреть с космического корабля, находящегося на расстоянии 6000 км.

   введите описание изображения здесь

   Этот смоделированный вид показывает, как будет выглядеть слава на Венере (слева) по сравнению с Землей (справа). (Источник: Nature.com )

Я не понимаю, почему потребовалось почти 3 года, чтобы сделать его публичным дебютом в апреле 2014 года, но вот оно, радуга на другом небесном теле, кроме Земли:

                              введите описание изображения здесь

        Оптический эффект под названием «Глория», увиденный зондом «Венера Экспресс» с высоты 6000 километров. Изображение в искусственных цветах
        состоит из изображений в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, снятых с интервалом в десять секунд, так что они не
        перекрываются полностью. (Подпись предоставлена ​​Nature.com , источник изображения: ESA )

Открытие этой славы — не просто красивое зрелище, но, среди прочего, оно дает киферийским физикам атмосферы ключи к разгадке ее состава. Например, статья New Scientist со ссылкой на Icarus, DOI: 10.1016/j.icarus.2014.01.030 (Markiewicz et al.), говорит об этом так:

Команда обнаружила, что капли серной кислоты сами по себе не могут объяснить славу, но капли, покрытые элементарной серой или смешанные с хлоридом железа, хорошо соответствуют данным.

«Это мог быть так называемый неизвестный поглотитель, который люди пытались идентифицировать в течение многих лет», — говорит Маркевич. «Мы не можем сказать наверняка, но можем сказать, что это еще одна часть головоломки в целом».

Достаточное количество водяного пара не дает радуги, необходимы капли воды. Ни капли, ни радуга невозможны.
Капли воды не нужны . Любое взвешенное сферическое вещество с показателем преломления, отличным от его среды, может образовывать радугу. Я видел изображение подводной радуги, вызванной роем личинок медуз над Большим Барьерным рифом. Капли воды или серной кислоты на Венере могли бы вызвать радугу. Метан и этановый туман на Титане могли. Водородный дождь на Юпитере может быть, хотя он, вероятно, слишком глубок для света.