為什麼在火星上看日落是藍色的，而地球是紅色的？
日落是宇宙的一個奇蹟，它觸動了每個人思考的靈魂。
從繪畫到詩歌再到美麗的照片，黃昏時分籠罩天空的紅色、橙色和粉色色調喚醒了我們所有人的內省和藝術火花。
但是，如果你搭乘馬斯克的火箭前往火星，並決定在這顆紅色星球上看日落，那麼你會大吃一驚！
與地球不同的是，火星上的日落並沒有被豐富的紅色裝飾。
這張令人驚歎的火星日落影象是 2005 年美國宇航局的 Spirit Rover 拍攝的。
圖片顯示一個藍白色的太陽被藍色光暈包圍，與地球上日落的外觀截然不同。
地球和火星的天空有著迷人的關係。
我們的淡藍色星球有一個以
藍色為主的天空
，在黎明和黃昏時會變成橙紅色。
巧合的是，火星，紅色星球，有一個橙棕色的日光天空，在日落時輕輕地變成藍色的調色盤。
同一個太陽照耀著兩顆行星，為什麼它們的顏色如此不同？
火星日落
火星離太陽比地球遠得多。
因此，從火星上看，太陽看起來更小更暗。
根據各種火星探測器收集的
資料，從該行星表面觀察時，太陽具有藍白色陰影。
此外，在日落時分，太陽似乎被藍色的光環所包圍，它逐漸消失並與紅灰色的火星天空融為一體。
但這是什麼原因造成的？秘密在於火星的大氣層。
大氣如何影響陽光？
太陽發出一系列電磁輻射，範圍從高頻伽馬射線到低頻無線電波。
這種輻射的一部分稱為可見光譜，我們的眼睛可以檢測到。
這種可見光譜，我們通常定義為“白光”，進一步由七種不同的波長組成，我們都知道，著名的縮寫詞 ROYGBIV。
電磁波譜
簡而言之，相同的電磁輻射以不同的強度到達不同的行星。
為什麼每個星球上的天空和太陽的顏色完全不同呢？
這是因為，除了陽光本身，我們看到的顏色還取決於其他東西：它透過的介質。
光與不同粒子的相互作用不同。
當它遇到粒子時，光會被吸收、反射或散射。
這種情況發生的程度取決於與之相互作用的粒子的性質。
一些粒子傾向於散射更多較長的紅色波長，而另一些粒子則傾向於較短的藍色波。
因此，在光的傳播過程中，一些波長會被去除，我們看到的結果顏色也會相應變化。
例如，在沒有粒子散射或吸收光的外太空，太陽看起來是白色的。
地球大氣中的光散射
為什麼地球上的日落看起來是紅色的？
這是由於一種叫做瑞利散射的東西，與光的波長相比，當粒子的尺寸非常小時，就會發生這種情況。
地球大氣中存在的微小氮和氧分子會散射藍色波長，因此當光線到達我們的眼睛時，只剩下紅色。
現在，為了瞭解火星日落為什麼是藍色的，我們首先需要檢查火星大氣的成分。
火星大氣層
火星大氣的密度幾乎是地球的 80 倍。
火星稀薄的大氣層由 95% 的二氧化碳、3% 的氮氣、1。6% 的氬氣和不到 1% 的氧氣組成。
然而，還有其他東西支配著火星大氣——塵埃顆粒。
火星表面被沸石、赤鐵礦、橄欖石和磁鐵礦的塵埃顆粒所覆蓋；這些粒子是造成火星藍色日落的主要因素。
如前所述，光的散射取決於粒子的大小。
地球大氣中較小的粒子有利於瑞利散射，但火星上的情況不同。
懸浮在其大氣中的塵埃顆粒大小在400-700奈米之間，幾乎等於可見光的波長；
因此，這些粒子不能經歷瑞利散射。
相反，它們遵循不同的光學現象，三重散射。
三重散射
米氏散射是發生在較大顆粒中的主要散射型別。
與瑞利散射不同，該現象與波長無關。
相反，這種散射更依賴於光線的
方向
。
在這裡，與側向或反向散射相比，光的散射更多地發生在前向方向上。
一般來說，Mie 散射被稱為平均散射所有波長的光。
但是，根據存在的粒子的大小和入射光線的方向，它們主要散射的波長會有所不同。
例如，火星大氣中的塵埃顆粒散射紅光多於藍光。
再加上大量的紅色氧化鐵的存在，這就是
火星天空
呈現紅色的原因。
藍色日落背後的科學
當我們分析火星日落時，我們立即注意到兩個特徵。
一個是太陽的藍色圓盤，另一個是太陽周圍逐漸消失的藍色光暈。
為什麼會出現這些？
為什麼太陽圓盤呈藍色？
從火星上看，太陽看起來是藍色的，因為火星大氣過濾掉了更紅的波長。
火星上的塵埃大小非常適合散射紅光，因此這些粒子散射紅色波長的次數多於藍色波長。
由於太陽光在日出和日落時傳播的距離最長，當它覆蓋它的長路徑時，紅光就“滅絕”了，剩下的只是短的藍色波長。
這被稱為波長選擇性消光，這就是使太陽看起來偏藍的原因。
簡而言之，將大氣視為陽光的過濾器。
地球大氣層擅長濾除藍光並讓紅光進入，而火星大氣層更擅長濾除紅光並讓藍光進入。
太陽周圍出現藍色光暈的原因是什麼？
太陽周圍迷人的藍色光芒不能簡單地透過波長選擇性消光來解釋。
在這裡，散射模式也很重要。
如前所述，Mie 散射強烈依賴於光線的方向，並且在前向方向上更佔優勢。
因此，當穿過火星大氣層時，大部分光線會以小角度向前散射。
結果，我們看到的不是地平線上的藍色色調，而是太陽周圍更多的小而集中的藍色光暈。
此外，不同顏色的散射模式也不同。
在向前的方向上，藍光的強度幾乎是紅光的
六倍
。
這就是為什麼我們在靠近太陽的地方看到更亮的藍色陰影。
藍光的最大強度是在 10 度的散射角處觀察
到
的
。
之後，隨著散射角的增加，藍色波長的優勢開始下降。
超過 28 o的散射角後，紅色波長的強度變得更加顯著，因此，藍色的光芒慢慢消失在火星的紅灰色天空中。
簡而言之，太陽的藍色是由於波長選擇性消光，而藍色光暈是由於米氏散射引起的陽光角散射的結果。
我們能見證地球上的藍色日落嗎？
現在，你是不是對於只能在火星上觀看藍色日落感到很沮喪呢？
畢竟馬斯克的火箭一次只能搭載4名乘客，而每一個座位居然賣上億的價格。
別擔心，因為你偶爾在地球上也能看到藍色日落這樣的奇觀。
1883 年，
喀拉喀托火山噴發後
，當地人報告說，該地區的太陽和月亮呈現藍色已有一個多月。
大約在同一時間，夏威夷一位名叫塞雷諾牧師的主教報告說，他目睹了太陽周圍的藍色光環，周圍環繞著一個褐色的光環。
這種現象是由噴發後噴出到大氣中的大型火山塵粒引起的，以首先描述它的牧師的名字命名為“主教環”。
除了火山爆發，在沙塵暴頻繁發生的阿拉伯沙漠中，也偶有報道藍色落日。
有時，森林大火也會導致紅色的天空和藍色的日落。
結論
除了上面提到的所有其他因素，火星日落的顏色很大程度上取決於其他東西——我們的眼睛！
火星日落的真實顏色只有在被人類感知後才能描述。
在那之前，我們只能透過火星探測器傳送回來的影象觀看，或者等待觀看地球上的藍色日落。
除此之外，你還可以選擇成為一名航天員，前往火星觀看藍色日落。
又或者，先定個小目標，賺上幾個億，然後就能買馬斯克的火箭票了。
怎麼樣，有沒有覺得人生突然充滿了希望？
參考資料：
光學出版集團
美國國家航空航天局
佐治亞州立大學
亞利桑那州立大學
普渡大學
美國國家海洋和大氣管理局
