其他行星上的日落是什么颜色？

• 程江华 编译

黄昏时分，夕阳将周围的天空染成火红色，日落时的景色美不胜收。若你走在海边的沙滩上，或许还会在日落的尽头看到天空中出现的一小片绿光。这片绿光是怎么回事呢？要想知道这个问题，我们就要先了解一下日落的色彩从何而来。

日落的色彩从何而来？

大气由非常微小的气体分子组成，其中主要是氮和氧。进入地球大气层的光与空气中的微粒相撞后，会在各个不同的方向发生瑞利散射（Rayleigh scattering）。瑞利散射光的强度和入射光的波长的4次方成反比，也就是说，这些微粒对蓝光和紫光等短波光的散射更有效，而对波长较长的红光、橙光、黄光有较好的“通透性”。

在晴朗的白天，当太阳光经过大气层时，与大气层的分子发生瑞利散射。由于紫光、蓝光比红光、黄光的波长短，瑞利散射比较激烈，被散射后会布满整个天空，使天空呈现蔚蓝色；由于波长较长的红光、黄光能够穿透大气层直接到达地面，因而，此时的太阳及其附近的天空呈现白色（这些光混合后的颜色）。

在早晨或傍晚，太阳光与地面的角度较小，意味着太阳光需要穿过较厚的大气层才能进入我们的视野。在这个过程中，紫光、蓝光等短波光被反复散射，到达眼睛的光特别少；而红光、黄光等长波光因具有较好的“通透性”，可以直接穿透大气层。因此，在日出或日落时，太阳及附近的天空呈现红色或黄色。

至于波长相对较长的绿光，每次日落时都有可能会出现，但由于时间很短，只有几秒钟，因此很难被人眼发现。

其他行星上的日落

美国特拉基社区学院的库尔特·埃勒（Kurt Ehler）教授在《应用光学》上发表 章称，每颗行星上的日落的颜色并不相同，这些颜色是由每颗行星大气层中的粒子散射阳光的方式决定的。

埃勒教授表示，任何大气层以气体为主的行星都和地球类似，日落时，波长较长的光的颜色在天空中占主导地位。例如，在天王星上，大气中的氢、氦和甲烷气体粒子会散射波长较短的蓝光和绿光，同时吸收（但几乎不会再发射）波长较长的红光。白天时，天王星的天空会呈现出明亮的蓝色。与绿光相比，波长较短的蓝光更容易被气体粒子散射，因此在日落时，天空会变成蓝绿色。

如果行星的大气层由气体以外的物质主导，则以上理论不再适用。例如，在火星上，大气层主要由微米级的尘埃悬浮颗粒构成，而气体密度只占地球的1/80。也就是说，天空中光的散射不再以气体分子为主导，而是由尘埃颗粒控制。

埃勒及其同事对火星探测器“勇气号”的数据进行研究，发现火星尘埃散射光的方式与气体分子不同，日落时天空呈现蓝色的原因与尘埃粒子散射光的方式有关。地球上的气体分子会把光散射到各个不同的方向，但火星上的尘埃主要将光散射到同一个方向（即向前的方向）。

此外，尘埃粒子散射红光的角度比蓝光大得多。蓝光的散射范围不是很广，所以会变得更加集中。因此，火星上蓝光的强度大约是红光的6倍。

如果你有机会去火星上看日落，你会发现太阳是白色的，这是因为火星的大气层太稀薄，光线在穿过大气层时并不会改变颜色。埃勒教授称，“太阳周围还有蓝色的光芒，再向远处望，天空开始泛红，你可以看到红光会以更大的角度向外散射。”

总之，日落的颜色由这颗行星的大气层决定，至于其他行星和卫星上的日落是什么颜色，需要彻底了解它们的大气成分才能预测。如果这些天体有气态的大气层，日落时就有可能出现更长波长的光。

参考 献：

1. https://www.popsci.com/green-flash-sunset/
2. https://www.livescience.com/what-color-are-other-planets-sunsets.html