Color aparente del sol y el cielo

MUY POSIBLEMENTE

TL; DR: los colores atmosféricos están determinados por una gran cantidad de variables, las combinaciones son infinitas. Aquí hay un intento hipotético rápido

1. Perun: similar a Jarilo ( ver más adelante ), pero una pequeña cantidad de metano en la atmósfera lo vuelve todo más azul verdoso.
2. Veles: la espesa atmósfera de nitrógeno y metano filtra la luz, lo que da como resultado un tinte rojo y un sol más oscuro.
3. Jarilo: la atmósfera delgada está llena de partículas de 1 micra de ancho, por lo que ciertas longitudes de onda se dispersan fuertemente, mientras que otras solo se ven afectadas con la mitad de fuerza: en consecuencia, el sol aparece azulado y el cielo es un salmón opaco (esto también sucede en la Tierra, aunque rara vez, cuando las cenizas de incendios o erupciones volcánicas quedan suspendidas en la atmósfera).
4. Morena - este planeta tiene una atmósfera molecular pura, libre de partículas de unos 10 bares: el color del cielo es turquesa, y hay menos violeta y azul en la luz del sol; todos los colores se desplazan a las longitudes de onda más largas, por lo que el sol aparece rojo.

Respuesta larga:

El color del cielo se ve afectado por una gran cantidad de factores, no todos relacionados solo con el espesor de la atmósfera o la longitud de onda de la luz de la estrella. Por ejemplo, los científicos no esperaban cielos rosas en Marte, porque no tomaron en cuenta las partículas finas de óxido de hierro suspendidas en la delgada atmósfera.

En pocas palabras, suponiendo una presión similar a la de la Tierra, en una atmósfera transparente como la nuestra, los efectos Rayleight provocarían un color azul porque las longitudes de onda cortas (azul) están más dispersas que las longitudes de onda más largas (rojo). Si en la atmósfera también está presente una pequeña cantidad de metano, el cielo aparecerá significativamente más azul verdoso, ya que el metano absorbe la luz roja... sin embargo, si la cantidad se vuelve excesiva, el metano se convertiría en una densa niebla roja bajo la luz del sol y la lo contrario se vuelve cierto.

Las atmósferas finas tienden a ser más oscuras, mientras que las atmósferas más densas se saturan cada vez más de color; a medida que aumentan la densidad y la presión, el cielo (si está hecho de gases transparentes) se volverá progresivamente amarillo, dorado, luego rosa y finalmente rojo, exactamente como en las puestas de sol de la Tierra.

Los materiales suspendidos también juegan un papel importante en la determinación del color del cielo. Las gotas transparentes (como el vapor de agua) harán que el cielo se vuelva más pálido a medida que se acumulan porque tales partículas son mucho más grandes que la longitud de onda de la luz y, por lo tanto, dispersan toda la luz por igual. Si las partículas son un poco más grandes que una cierta longitud de onda, pueden resonar con la luz y dispersar fuertemente esa longitud de onda en particular, mientras dejan pasar otros colores. El material suspendido de diferentes colores también teñiría el cielo en consecuencia. En un escenario de ciencia ficción, incluso puede teorizar que las algas o bacterias en el aire juegan un papel. La gravedad y el tipo estelar también son muy importantes.

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La dispersión de Rayleigh es la razón principal por la que el cielo es azul. Las partículas en la atmósfera "esparcen" la luz en direcciones aleatorias. La luz azul (junto con la luz violeta) tiene una longitud de onda más corta y, por lo tanto, se dispersa más. Por esta razón, el cielo parece azul, porque hay luz azul dispersa que aparece desde todas las direcciones.

Sin embargo, el cielo puede parecer de otros colores. A menudo vemos magníficos tonos de amarillo, naranja o rojo cerca del atardecer y la puesta del sol. Esto se debe a que el Sol está más bajo en el cielo y la luz viaja más lejos. Por lo tanto, se dispersa más (en todas las longitudes de onda) y dominan las longitudes de onda más largas.

¿Cómo podemos aplicar esto al presente caso? Bueno, simplemente cambia las densidades de las atmósferas. Una mayor densidad debería cambiar el color del cielo al extremo más rojo del espectro; una densidad más baja debería cambiar el color del cielo al extremo más azul del espectro. Juega un poco y ve lo que puedes hacer.

El Sol aparece amarillo porque las longitudes de onda más cortas, como el naranja y el amarillo, se desvían menos de su trayectoria original. Por lo tanto, la luz más roja que emite el Sol permanece más cerca de su trayectoria original que los colores más azules. Nuevamente, juegue con la densidad para ver si puede cambiar esto. Una mayor densidad podría significar simplemente que las longitudes de onda más rojas dominan aún más, en cuyo caso verá un Sol más rojo en todos los casos de atmósferas de mayor densidad (manteniendo la misma composición que la de la Tierra).

Esta conferencia tiene un excelente diagrama de resumen de esto al final, si está interesado:

¿Existe una correlación entre el color aparente del cielo y el color del Sol?

El color de la atmósfera es complementario al color que aparece el sol, con respecto al conjunto total de frecuencias que llegan al sensor de color del observador.

Es decir, algunas frecuencias de la luz del sol serán dispersadas por la atmósfera y la atmósfera parecerá tener ese color. El sol parecerá ser una mezcla de colores que no están dispersos.

La atmósfera también podría tener partículas que actúan como un filtro, que absorben ciertas frecuencias de luz (o, lo suficientemente altas, las reflejan de vuelta al espacio) haciendo que tanto la atmósfera como el sol parezcan más de un color y menos de otro. Por ejemplo, cierto tipo de polvo podría hacer que el cielo y el sol se vieran mucho más rojizos de lo que serían de otro modo, como si usaran anteojos de color rosa pero a una escala mayor.

Tercero, puedes jugar con las frecuencias emitidas por la fuente. Los párrafos anteriores asumen que el sol emite a un alto nivel en todo el espectro visible, pero esto no siempre es cierto para otros soles.

Cuarto, e interactuando con el tercero, puedes cambiar qué frecuencias de radiación electromagnética son visibles para los habitantes de tu mundo. Incluso esta Tierra se ve bastante diferente a las criaturas no ficticias que pueden ver mejor en el rango UV.

Finalmente, podrías cambiar ficticiamente la forma en que las personas perciben los colores. Supongo que cuando dice cosas como "púrpura" y "verde" arriba, se refiere a longitudes de onda de luz particulares que a usted y a mí nos han enseñado que están asociadas con esas etiquetas, pero no hay una buena manera de saber (todavía) si su la experiencia de "púrpura" es la misma que la mía; la experiencia mental de "púrpura" para ti podría ser muy similar a mi experiencia de "verde" y viceversa.