(圖片說明:勇氣號火星車拍攝到的火星日落)
2005年的時候,NASA的勇氣號(Spirit)火星車給我們展示了一張無與倫比的照片,那就是火星上的日落。儘管明知和地球上可能會不一樣,但在看到這張照片時,大家還是被震撼到了。在一片灰暗的天空下,火星地平線上的太陽呈現出微弱的藍色,十分詭異。
內華達州里諾市Truckee社區學院數學教授Kurt Ehler曾經在《應用光學》雜誌上發表了一篇論文,詳細討論了火星日落顏色的成因。
他和他的同事在利用勇氣號火星車在2014年的一些數據進行分析後發現,和地球不同,火星上對太陽光進行散射的主要因素並非是大氣層內的氣體分子。他說:「火星大氣氣體的密度只有我們地球的1/80左右,因此在散射方面起到決定性作用的其實是相對較大的塵埃顆粒。」
正是由於這些塵埃顆粒所產生的散射模式和大氣分子有著非常大的區別 ,才使得火星的日落呈現出了藍色。
我們剛才提到,像地球大氣這樣的氣體分子在造成陽光散射時,會向各個方向進行散射,所以被散射出來的藍色光就可以傳播到地面,被我們看到。
與此不同的是,火星大氣中這些塵埃顆粒的散射方向是向前,也就是說,即使被散射,陽光也會相對比較集中。根據Ehler的說法,這些塵埃粒子對於紅光的散射角度要更大一些,所以在更加集中的因素作用下,火星上「藍色光的強度是紅色光的6倍左右」。於是當太陽在地平線上照射時,就會看到藍色的傍晚了。
同時我們也會發現,火星上傍晚的太陽也不是像地球這樣呈紅色,也是因為太陽光在穿過火星稀薄的大氣層的時候沒有太多顏色的改變,所以看起來是個白色的圓盤,也就是近乎於本來的顏色。而在太陽周圍,由於藍色的散射較為集中,能量較強,所以被藍色包圍。而在更遠的天空,藍色就比較少了,於是就呈現出被散射到遠處的紅色了,這就是火星上傍晚能看到的畫面。