На Земле мы привыкли к синему дню и красному закату. Марс словно поменял краски местами: его дневное небо охристое, а вокруг заходящего Солнца появляется голубое сияние. Это не ошибка камеры, хотя оттенки на разных снимках действительно требуют аккуратной калибровки.
2. Земной воздух рассеивает синий свет
Белый солнечный свет состоит из волн разных длин. Молекулы земного воздуха намного меньше длины видимого света и сильнее рассеивают короткие, синие волны. Поэтому днём рассеянный синий свет приходит к нам со всего неба.
На закате луч проходит через более толстый слой атмосферы. Значительная часть синего света рассеивается в стороны, а прямо к наблюдателю доходят красные и оранжевые волны. Пыль и аэрозоли могут дополнительно усиливать красноту.
На Марсе газовая атмосфера очень разрежена — давление у поверхности меньше одного процента земного. Одних молекул недостаточно, чтобы сделать небо ярко-синим. Главную роль играют постоянно висящие частицы минеральной пыли.
3. Пыль размером почти с длину волны
Марсианские пылинки имеют характерный размер порядка микрона и содержат богатые железом минералы. Их рассеяние сложнее молекулярного: оно зависит от размера, формы и состава частиц. В обычный день красноватая пыль рассеивает по небу жёлтые, оранжевые и красные оттенки.
Рядом с Солнцем происходит другой эффект. Мелкая пыль особенно эффективно направляет коротковолновую, синюю составляющую вперёд, почти по ходу первоначального луча. Когда Солнце опускается к горизонту, наблюдатель оказывается в зоне этого узкого голубоватого рассеяния.
Поэтому весь закат не становится насыщенно синим, как земной полдень. Голубой цвет образует ореол около солнечного диска, а удалённые участки неба сохраняют жёлто-коричневые тона. Чем больше пыли и длиннее путь света, тем заметнее рисунок, хотя слишком плотная буря может просто затемнить Солнце.
4. Что видели марсоходы
Голубые сумерки снимали Pathfinder, Spirit, Opportunity, Curiosity и Perseverance. Камеры используют разные фильтры, а опубликованные изображения могут быть представлены в приблизительно естественных или усиленных цветах. Поэтому сравнивать оттенок по двум картинкам без описания обработки опасно.
NASA специально публиковало калиброванные последовательности заката. Они показывают голубоватую область у Солнца и тёплые тона дальше от него. Наблюдения помогают не только любоваться пейзажем, но и измерять размер частиц, прозрачность атмосферы и высоту пылевых слоёв.
Марсианские сумерки могут продолжаться долго. Высотная пыль рассеивает солнечный свет на ночную сторону, и слабое свечение наблюдается до двух часов после захода или до восхода. Это даёт учёным дополнительный способ исследовать верхнюю атмосферу.
5. Что говорит наука
Подтверждено прямыми изображениями нескольких миссий: при обычной запылённости дневное небо Марса выглядит жёлто-коричневым или рыжеватым, а возле низкого Солнца возникает голубой ореол. NASA объясняет его направленным рассеянием света мелкой пылью.
Подтверждено и то, что цвет зависит от количества пыли, её размера и настроек камеры. Не каждый марсианский закат одинаково голубой. Например, Perseverance наблюдал сравнительно приглушённый оттенок при меньшей запылённости, а во время бурь картина меняется ещё сильнее.
Наиболее вероятные модели используют частицы неправильной формы размером около микрона. Точный состав и распределение пыли меняются по сезонам и районам, поэтому физики продолжают уточнять расчёты. Но основная причина цветового переворота споров не вызывает.
6. Итог
Ответ на вопрос заголовка буквально висит в воздухе: марсианская пыль окрашивает дневное небо в тёплые тона, а синий свет направляет ближе к Солнцу на закате. Красная планета умеет устраивать голубые вечера. Поделитесь в комментариях: какой внеземной закат вы хотели бы увидеть своими глазами?
