¿Qué se necesitaría para que un cielo permaneciera completamente violeta o púrpura durante el día? [duplicar]

La solución de dispersión de Rayleigh

Tu oportunidad de hacer que funcione naturalmente es aceptar violeta (un color espectral puro) en lugar de púrpura (una mezcla de rojo y azul).

Dado que tiene una longitud de onda más corta que el azul, tendrá una dispersión de Rayleigh más fuerte que el azul. Entonces, su problema es hacer que la intensidad del violeta en el espectro de luz de su estrella sea mayor que la intensidad del azul. Lo cual es bastante simple de hacer: simplemente mueva la temperatura de la estrella entre 700 y 1000 K por encima de la del Sol.

Tendrá algunos efectos secundarios con una estrella más caliente que el Sol, por lo que probablemente necesitará:

• una atmósfera más espesa (bueno, más medio para dispersar esa luz. Tenga cuidado con el efecto invernadero) y
• un campo magnético planetario decente: bien, ahora también puedes tener algo de violeta por la noche en auroras más extensas (también tendrás algo de verde si tienes una composición de atmósfera similar a la de la Tierra) (imagen encontrada usando la búsqueda de imágenes en Google, fuente original , acreditado a Brad Goldpaint, aparentemente puede comprarlo en alta resolución o impreso desde aquí , no estoy afiliado).

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Por cierto... ummm... "la percepción visual está en los ojos del espectador" - que puede ser más sensible para el verde/azul que para el violeta. Mira, algunos dicen que el cielo de la Tierra es en realidad violeta , nosotros solo lo vemos azul, debido a la sensibilidad espectral de los tintes que usan nuestras células de la retina.

Pero si ese es el caso, ¿por qué el cielo no es violeta? Claro, la luz azul se dispersa más que la roja o la verde, pero la luz violeta tiene una longitud de onda aún más corta, por lo que el violeta debería dispersarse más que el azul. ¿No debería el cielo aparecer violeta, o al menos un azul violeta? Resulta que nuestro cielo es violeta, pero parece azul debido a la forma en que funcionan nuestros ojos.
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Sin embargo, no vemos el tono verdoso debido a la luz violeta del cielo. El violeta es el que más se dispersa en la atmósfera de la Tierra, pero los conos azules de nuestros ojos no son tan sensibles a él. Si bien nuestros conos rojos no son buenos para ver la luz azul o violeta, son un poco más sensibles a la violeta que nuestros conos verdes. Si solo se dispersaran longitudes de onda violetas, veríamos luz violeta con un matiz rojizo. Pero cuando combinas la luz azul y violeta del cielo, el tinte verdoso del azul y el tinte rojizo del violeta son casi iguales y desaparecen. Así que lo que vemos es un cielo azul pálido.

La solución de la atmósfera coloreada

Aerosoles morados: no muchos que puedan permanecer en la atmósfera por mucho tiempo, al menos no en condiciones similares a las de la Tierra.

¿Qué podemos usar/agitar a mano?

1. temperatura ambiente más alta y alta concentración de elementos/sustancias púrpuras en la atmósfera, por ejemplo, yodo (punto triple, donde los vapores pueden coexistir con forma líquida/sólida) a 113,5 °C. Un poco caliente, pero con una presión atmosférica alta aún puede conducen a la vida del planeta - halo - los termófilos no son imposibles)

2. material purpúreo endémico de origen biogenético, como algunas esporas o polen de una forma de vida (o más) que es endémica en el planeta. Probablemente necesitará una órbita cercana a la circular alrededor de la estrella y una inclinación planetaria baja para excluir una fuerte variación estacional (que puede poner una pausa en la vida de la generación de algo púrpura)

3. en un mundo oceánico, llamarán "cielo" a la superficie del agua; hay muchas sustancias que tienen un color púrpura en solución, pero la mala noticia es que la luz no penetrará demasiado en el océano)

4. Aunque no apostaría por los volcanes como fuente de aerosoles púrpuras, al menos no por crear una neblina púrpura de larga duración y en todo el planeta en la atmósfera.

Finalmente, como alternativa irónica, puede ser un planeta cuya población amaba tanto a Prince que diseñaron geoingeniería del clima de su planeta en una Lluvia Púrpura perpetua.

El color del cielo en la Tierra es azul debido a la dispersión de Rayleigh . Esto significa que, a menos que la luz entrante sea principalmente púrpura, no obtendrá un cielo púrpura.

Ahora... no todo está necesariamente perdido. Marte tiene un cielo rojizo debido a su carga de polvo rojizo en el aire. Si pudieras encontrar una manera de hacer que la atmósfera de tu mundo contuviera una cantidad significativa de polvo púrpura en el aire, tendrías tu cielo púrpura.

Respuesta corta.

Es posible que las estrellas que emiten más luz violeta que el Sol tengan planetas habitables, donde el cielo diurno puede tener un color más violeta que azul.

La estrella de un palnet habitable podría tener un anillo de partículas de polvo que absorben la luz ultravioleta de la estrella y la vuelven a emitir como luz violeta, y eso podría teñir el cielo diurno de un color más violeta que el cielo de la Tierra.

Un planeta habitable en otro sistema estelar posiblemente tenga un anillo de polvo, y ese polvo posiblemente sea calentado por la estrella y emita luz violeta, lo que posiblemente podría colorear el cielo diurno del planeta más violeta que el cielo de la Tierra.

Un planeta habitable debería tener algo de polvo en su atmósfera, y si ese polvo es de color púrpura, podría reflejar suficiente luz como para hacer que el cielo diurno parezca más púrpura que el de la Tierra.

La estrella y el planeta podrían estar pasando a través de una nebulosa, y esa nebulosa podría reflejar la luz estelar de la estrella hacia el planeta. Pero parece improbable que la nebulosa pueda ser lo suficientemente brillante como para cambiar el color del cielo nocturno, por no hablar del cielo diurno.

Un planeta habitable para algunas formas de vida, posiblemente incluso habitable para formas de vida con requisitos similares a los humanos, posiblemente podría tener una atmósfera más delgada, que al igual que la atmósfera de la Tierra en altitudes elevadas, era de un azul mucho más profundo, quizás de un color azul violáceo.

Respuesta larga:

Primera parte de siete: una estrella que emite más luz violeta.

Adrian Colomitchi sugirió que un cielo violeta podría provenir de tener una estrella que emitiera mucha más luz violeta que el Sol, lo que provocaría que la luz violeta se dispersara en todas direcciones por las partículas de aire y que el cielo pareciera violeta en lugar de azul.

Dado que tiene una longitud de onda más corta que el azul, tendrá una dispersión de Rayleigh más fuerte que el azul. Entonces, su problema es hacer que la intensidad del violeta en el espectro de luz de su estrella sea mayor que la intensidad del azul. Lo cual es bastante simple de hacer: simplemente mueva la temperatura de la estrella entre 700 y 1000 K por encima de la del Sol.

El Sol es una estrella de tipo G2V con una temperatura superficial de 5.772 grados Kelvin. Por lo tanto, hacer que la estrella sea de 700 a 1000 grados K ​​más caliente que el Sol le daría una temperatura superficial en el rango de 6472 a 6772 grados K.

Las estrellas de clase espectral F6V tienen 1,16 veces la masa del Sol y una temperatura superficial de unos 6400 K, mientras que las estrellas de clase espectral F5V tienen 1,20 veces la masa del Sol y una temperatura superficial de unos 6545 K. Las estrellas de clase espectral F4V tienen 1,23 veces la del Sol y una temperatura superficial de unos 6.690 K, mientras que las estrellas de clase espectral F2V tienen 1,31 veces la masa del Sol y una temperatura superficial de unos 7.040 K.

https://en.wikipedia.org/wiki/F-type_main-sequence_star

Entonces, de acuerdo con la sugerencia de Adrian Colomitchi, una estrella en ese rango debería tener la temperatura superficial adecuada para emitir más luz violeta que luz azul y, por lo tanto, hacer que los cielos del planeta parezcan violetas en lugar de azules.

La Tierra tiene unos 4.600 millones de años y no tenía una atmósfera rica en oxígeno que los humanos y las formas de vida con requisitos similares pudieran respirar hasta hace unos 500 o 600 millones de años y, por lo tanto, 4.000 millones de años después de que se formó el planeta.

Si la historia requiere que el planeta sea habitable para humanos o formas de vida con requisitos similares, el planeta habrá tardado miles de millones de años en volverse habitable para ellos. Y la estrella habrá tenido que permanecer en la secuencia principal con una luminosidad bastante estable durante esos miles de millones de años. Por lo tanto, la estrella deberá tener un tipo espectral que pueda permanecer en la secuencia principal durante suficientes miles de millones de años.

[A menos, por supuesto, en la historia que una civilización avanzada terraformó el planeta hace algún tiempo, dándole una atmósfera respirable antes de que el planeta hubiera desarrollado una naturalmente}

Alguien objetó que una estrella lo suficientemente caliente como para emitir tanta luz violeta no duraría lo suficiente en la secuencia principal para volverse habitable, y Adrian Colomitchi dijo que una estrella con 1,2 veces la masa del Sol (un F5V según la tabla) durar 6.340 millones de años, lo que sería suficiente.

El único estudio científico sobre la habitabilidad planetaria para los humanos (y comienza con los mismos requisitos) en particular, en lugar de agua líquida utilizando la vida en general, es Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964.

En la página 68 Dole dice:

Las únicas estrellas que se ajustan al requisito de estabilidad durante al menos 3.000 millones de años son las estrellas de secuencia principal que tienen una masa inferior a aproximadamente 1,4 masas solares (tipos espectrales F2 y menores), aunque la relación entre la masa y el tiempo de residencia en la principal La secuencia probablemente no se conoce con gran precisión y está sujeta a futuras revisiones (ver figura 25).

Observo que Dole dice que una estrella con una vida en la secuencia principal de 3 mil millones de años tendría 1,4 veces la masa del Sol y sería una estrella de tipo F2V. Pero la tabla en Wikipedia (que no da las vidas estelares) enumera una estrella con 1,4 veces la masa del Sol como F0V, y una estrella con 1,31 veces la masa del Sol aparece como F2V.

Cualquier escritor que quiera hacer que la estrella de un mundo habitable para los humanos sea lo más caliente y luminosa posible debería investigar esa discrepancia y buscar la información más reciente sobre cuánto tiempo permanecen las estrellas de diferentes clases espectrales en la secuencia principal.

Por lo tanto, parece posible que una estrella de clase espectral de secuencia principal menos masiva que F0 o F2 pueda permanecer en la secuencia principal durante al menos 3 mil millones de años y, por lo tanto, posiblemente tenga un planeta que ya se haya vuelto habitable para los humanos (o que tenga requisitos ambientales similares).

Pero algunos científicos no creen que sea posible que las estrellas de clase espectral F tengan planetas habitables. Piensan que su aumento de la luz ultravioleta podría impedir el desarrollo de la vida o matar la vida del osono después de que se desarrolle. Y piensan que debido a que una estrella de clase F pasa menos tiempo en la secuencia principal, se calentará más rápido que una estrella de clase G y, por lo tanto, su zona habitable circunestelar migrará más rápido, lo que podría significar que los planetas no gastarían lo suficiente. tiempo en las zonas habitables de las estrellas clase F.

Aquí hay enlaces a varias discusiones sobre la habitabilidad potencial de los planetas que orbitan estrellas de clase espectral F.

https://www.space.com/25716-alien-life-hotter-stars.html

https://www.centauri-dreams.org/2014/03/27/habitability-the-case-for-f-class-stars/

https://www.cambridge.org/core/journals/international-journal-of-astrobiology/article/abs/habitability-around-ftype-stars/81D15083AD92F0812773776298681905

https://www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140325133544.htm

Entonces, un escritor que quiera darle a un planeta habitable un cielo púrpura o violeta tendrá un problema para hacer que la estrella sea más caliente y emita más radiación violeta que radiación azul. Algunos escritores más cautelosos podrían querer evitar poner planetas habitables en órbita alrededor de estrellas de clase F, y otros podrían querer usar solo estrellas de clase F menos masivas y más frías.

Segunda parte: una estrella con un anillo de polvo.

Observo que si la estrella del sistema está rodeada de anillos de polvo, ese polvo podría absorber radiación ultravioleta y volver a emitirla como radiación violeta. Eso posiblemente podría aumentar la cantidad de radiación violeta que el planeta recibe de su estrella.

Tercera parte: un planeta con un anillo de polvo.

Y es posible que el planeta pueda tener un anillo de partículas a su alrededor. Y posiblemente las partículas absorban la radiación ultravioleta de la estrella y luego emitan radiación violeta, lo que aumentaría la cantidad de radiación violeta que recibe el planeta.

Cuarta parte: Un planeta con polvo púrpura en la atmósfera.

Y posiblemente el planeta tenga polvo en su atmósfera, como todos los planetas similares a la Tierra, y posiblemente ese polvo sea todo de color violeta y, por lo tanto, refleje la luz violeta en el cielo. Y posiblemente eso podría aumentar la cantidad de luz violeta en el cielo del planeta.

Quinta parte: un planeta que viaja a través de una nebulosa.

Y posiblemente el sistema estelar esté viajando a través de una nebulosa.

Y posiblemente esa nebulosa se parece mucho a una nebulosa en una película de ciencia ficción o en un programa de televisión, es gruesa y obesa y refleja mucha luz multicolor. Y tal vez esta nebulosa sea de color púbico. Así que el cielo del planeta podría verse púrpura por la noche, y muchos incluso durante el día si la luz reflejada por la nebulosa es lo suficientemente brillante.

Pero las nebeulas del cine y la televisión no son realistas. Se basan en fotografías astronómicas que muestran nebulosas colar densas y opagas. Y a pesar del viejo dicho, esas fotografías astronómicas mienten. Al menos esas fotografías engañan a la gente que no se da cuenta de que están tomadas con horas de exposición a través de telescopios que se mantienen constantemente girando levemente para mantener las nepublas a la vista.

El ojo humano suele procesar de 10 a 12 imágenes por segundo. Por lo tanto, cada imagen que ve tiene el nivel de brillo de la luz que se ha acumulado durante solo 0,083333 a 0,1 segundos de tiempo de exposición.

Hay 3.600 segundos durante una hora. Por lo tanto, una fotografía expuesta durante una hora recibiría entre 36,000 y 43,200 veces más luz en cada elemento de la imagen que un ojo humano que mira la misma imagen recibiría mientras detecta una imagen. Así que una foto astronómica de una nebulosa expuesta durante varias horas recibiría más de cien mil veces más luz que la que verías en cada imagen mirando la nebulosa a través del mismo telescopio.

Las nebulosas vistas por el ojo humano a través de un telescopio son muy delicadas, casi transparentes y pálidas. No se parecen en nada a fotos de nebulosas expuestas durante horas seguidas.

Entonces, si un sistema solar ficticio está cerca de una nebulosa, la nebulosa sería visible en la noche como una maravilla pálida y delicada, pero probablemente no sería lo suficientemente brillante como para iluminar el cielo nocturno de negro a púrpura. Y dado que la luz del día en el planeta sería decenas o cientos de miles de veces más brillante, la luz de la nebulosa probablemente no sería suficiente para cambiar el color del cielo diurno.

Sexta parte: un planeta con una atmósfera más delgada que la Tierra.

Si miras el cielo en un día despejado, verás que es más claro y más pálido cerca del horizonte y se vuelve más brillante y azul más alto en el cielo, hasta que es muy azul en el cenit. Eso es porque cuando miras hacia el horizonte estás mirando a través de una mayor distancia de aire denso, que atrae más la luz del sol. Pero el aire se vuelve más delgado con la altura. Entonces, mientras mira directamente hacia arriba, está mirando a través de una capa delgada del aire más denso, luego una capa delgada de aire ligeramente menos espeso, y luego una capa delgada de aire aún menos espeso, y así sucesivamente. La cantidad total de aire que ves dispersando la luz del sol sobre ti es menor que cuando miras horizontalmente hacia el horizonte.

Las imágenes tomadas en la cima del monte Everest muestran un cielo azul bajo en el horizonte y un cielo cada vez más oscuro sobre el horizonte. En la cima del Everest, más de la mitad de la atmósfera que dispersa la luz está abajo, no arriba.

El pico del Monte Everest tiene una altitud de 8.848,86 metros, o 29.031,7 pies, sobre el nivel del mar. Y el cielo se ve más oscuro y más negro desde allí que desde altitudes más bajas. Supongo que algunas personas podrían decir que el cielo se ve más púrpura desde la cima del Everest.

Los picos del monte Everest y algunas de las otras montañas más altas del mundo se encuentran en lo que los alpinistas llaman "la zona de la muerte", por encima de los 8.000 metros o 26.246,72 pies.

La mayoría de los escaladores en la zona de la muerte respiran oxígeno embotellado, y la mayoría de ellos comienzan a usar el oxígeno embotellado muy por debajo de la zona de la muerte. E incluso usando oxígeno embotellado, muchos escaladores sufren por el aire enrarecido en los picos altos.

Las personas nacidas en altitudes más altas pueden llegar más alto sin oxígeno embotellado que las personas nacidas al nivel del mar. Las personas del altiplano tibetano y de los altos Andes tienen la mayor tolerancia a los bajos niveles de oxígeno. Y las personas pueden entrenarse para respirar un aire cada vez más delgado como preparación para vivir y trabajar en las ciudades y pueblos más altos del mundo, y para escalar montañas altas.

De hecho, algunos montañeros han realizado los pies fantásticos de escalar la cima del Everest de forma segura sin oxígeno embotellado, y la hazaña aún más fantástica de volver a bajar la montaña de forma segura sin oxígeno embotellado a pesar de su fatiga.

Pero las personas que intentan escalar el Monte Everest sin oxígeno embotellado tienen una tasa de supervivencia que es mucho menor que la tasa de supervivencia de quienes intentan escalar con oxígeno embotellado, y la tasa de supervivencia de quienes usan oxígeno embotellado no es muy buena en sí misma.

Eso me hace pensar que si un grupo de personas de la Tierra se estableciera en un planeta con una atmósfera ligeramente más delgada, sus descendientes se adaptarían gradualmente durante generaciones para funcionar allí tan bien como lo hacemos nosotros en la Tierra. Y si después de muchas generaciones algunos de sus descendientes se establecieron en un planeta con una atmósfera aún menos densa, se adaptarían después de muchas generaciones para funcionar tan bien allí como lo hacemos nosotros en la Tierra.

Y así, después de establecerse en muchos planetas sucesivos con atmósferas ligeramente menos densas, y pasar generaciones en cada planeta para adaptarse, un grupo de descendientes humanos posiblemente podría establecerse en un planeta donde la densidad atmosférica típica era similar a la del pico de la atmósfera. Everest, y donde el cielo era más oscuro que en la Tierra, de un color azul oscuro o tal vez un azul violáceo oscuro.

Los insectos pueden volar y hacer cometas a gran altura. En 2008, se descubrió una colonia de abejorros en el Monte Everest a más de 5600 metros (18 400 pies) sobre el nivel del mar, la altitud más alta conocida para un insecto. En pruebas posteriores, algunas de las abejas aún podían volar en una cámara de vuelo que recreaba el aire más delgado de 9000 metros (30 000 pies).[12]

Globo aerostático es un término que se utiliza para el movimiento mecánico de cometas[13][14] que utilizan muchas arañas, especialmente especies pequeñas como Erigone atra,[15] así como ciertos ácaros y algunas orugas para dispersarse por el aire. Se han detectado algunas arañas en globos de datos atmosféricos que recolectan muestras de aire a poco menos de 5 km (16000 pies) sobre el nivel del mar.[16] Es la forma más común en que las arañas son pioneras en islas aisladas y cimas de montañas.[17][18]

Se ha registrado que algunas aves vuelan por encima de los 8.000 metros o 26.246,72 pies.

Incluyen la chova alpina a 8.000 metros (26.500 pies) en el Everest, los cisnes cantores a 8.200 metros (27.000 pies) sobre Irlanda del Norte, el ganso cabeza de barra a 8.800 metros (29.000 pies), la grulla común a 10.000 metros (33.000 pies) sobre el Himalaya y el buitre de Ruppell a 11.300 metros (37.100 pies).

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_birds_by_flight_heights

Entonces, las aves, animales multicelulares que necesitan oxígeno para vivir, pueden volar aproximadamente en la cima del Monte Everest, donde el cielo es mucho más oscuro que al nivel del mar. Entonces, las formas de vida alienígenas deberían poder adaptarse a un planeta donde la atmósfera es tan delgada como en la cima del Everest, y el cielo es mucho más oscuro que en el mar vivo en la Tierra.

Séptima parte: Conclusión.

Obviamente, alguien podría probar una combinación de varios de los métodos sugeridos para hacer que el cielo diurno del planeta sea más violeta o púrpura que el de la Tierra.

Observo que tal planeta podría ser aproximadamente tan habitable para los humanos de la Tierra como lo es la Tierra, excepto por el método de la red que tiene una atmósfera mucho más delgada que la Tierra. Tal mundo podría ser muy diferente de los mundos con cielos purpúreos por otras razones.

Y podría imaginarme una historia en la que alguien viene de un mundo con un cielo purpúreo porque su estrella emite más luz violeta que el Sol, y se estrellan en algún planeta inexplorado. Ven a través de la pantalla de visualización o del ojo de buey que el planeta tiene un cielo purpúreo como su mundo natal, y asumen que tiene una atmósfera similar a la de su hogar.

Entonces salen de la esclusa de aire sin probar la atmósfera y jadean por aire porque este es un mundo donde el cielo se ve púrpura porque el aire es mucho más delgado que en su planeta de origen.