Как рассчитать спектр света на поверхности чужой планеты? Мне нужно, чтобы решить, какого цвета будет преимущественно местная фотосинтезирующая жизнь.
Это зависит от вашей звезды и длин волн, которые поглощаются атмосферой. Вот график для Земли:
Желтые части — это свет, исходящий от солнца, красные — то, что проходит через атмосферу. Входящий свет довольно хорошо соответствует спектру абсолютно черного тела. Звезды с разной температурой (цветом) соответственно сместят пик, но любые местные существа, по-видимому, будут эволюционировать, чтобы использовать эквивалентные «самые яркие» длины волн для своего видимого диапазона.
Как вы можете видеть, хотя есть части спектра, которые больше всего поглощаются, особенно водяным паром, они, как правило, находятся в основном в инфракрасной части спектра, а диапазоны длин волн с наибольшей энергией находятся в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. .
Изображение взято из Википедии, подготовлено Робертом А. Роде в рамках проекта Global Warming Art под лицензией Gnu Free Documentation license версии 1.2 или более поздней.
Если вы планируете добавлять в атмосферу другие газы/соединения, то, вероятно, стоит поискать для них спектроскопические данные, чтобы увидеть, где находятся полосы спектрального поглощения.
Спектр света, получаемого вашей планетой, будет зависеть от двух факторов: спектрального излучения родительской звезды (звезд) и состава атмосферы планеты. Температура звезды определяет ее спектр (как видно из космоса). Состав атмосферы планеты будет определять, какие длины волн света рассеиваются и поглощаются из спектров, полученных родительской звездой (звездами).
Спектральная яркость вашей звезды может быть аппроксимирована законом Планка :
куда постоянная Планка, скорость света в вакууме, а — постоянная Больцмана, а T — температура вашей звезды. Если вы еще этого не определили, вы можете обратиться к звездным спектральным типам Hyperphysics . Заговор против создаст спектральный график @JerryTheC, на который ссылается их ответ. Вы также можете рассчитать длину волны, при которой интенсивность излучения на единицу длины волны максимальна, используя закон смещения Вина ( объясненный здесь ):
где b — постоянная смещения Винса.
**Примечание: закон смещения Вина находит максимум спектра. Если спектр имеет форму Гаусса (колокол), то цвет будет представлять собой смесь длин волн в пределах одного стандартного отклонения . Это "нормаль" гауссова или синий цвет на этой кривой .
Атмосфера Земли слоистая. Поскольку каждый слой имеет разный состав, каждый из них рассеивает волны разной длины. Озоновый слой в стратосфере рассеивает УФ-излучение. Азот в тропосфере рассеивает синий свет гораздо сильнее, чем зеленый, желтый и красный свет ( см . По мере того, как свет проходит через большее количество воздуха, рассеивание увеличивается, тем самым смещая цвет в сторону меньших длин волн. Вот почему солнце в зените желтое, а на восходе/закате оранжево-красное.
Если бы состав атмосферы рассеивал свет по-разному, ожидайте аналогичных результатов, но на разных длинах волн. К сожалению, я не могу предоставить здесь ничего более полезного, не зная заранее состава вашей атмосферы, и даже в этом случае я не (экзо)планетолог.
AlexP
Сецеспит
М я еч