Где в космосе прячутся инопланетные радуги?
Для большинства людей радуга – это чисто земное явление, которое требует дождя и яркого солнца. Однако, по словам специалистов, это лишь один из вариантов проявления сложных оптических процессов, которые могут происходить на многих небесных телах. Как объясняет доктор Альфредо Карпинети, радуги на других планетах вполне возможны, но они вряд ли будут напоминать те, к которым мы привыкли, пишет 24 Канал.
Смотрите также Почему некоторые созвездия видно только определенную часть года
Чтобы понять, как возникает радуга, стоит обратиться к физике процесса на нашей планете:
Радуги здесь, на Земле, возникают из-за преломления, внутреннее отражение и дисперсию света в каплях воды. Жидкость невероятно важна,
– объясняет доктор Карпинети.
Хотя в мифологии разных народов эти цветные полосы описывались как гигантские змеи или божества, наука дает четкий ответ: нужны атмосфера, прозрачная жидкость и источник света.
На данный момент Земля остается единственным известным миром с подтвержденной жидкой водой на поверхности. Однако для создания радуги не обязательно использовать именно воду. Главные требования к веществу – способность расщеплять свет на составляющие цвета, высокий уровень прозрачности (минимальное поглощение) и пребывание в состоянии мелких капель непосредственно в атмосфере.
Кто подходит на эту роль?
Одним из наиболее перспективных мест для поиска подобных явлений является Титан, самый большой спутник Сатурна. Это единственное место, кроме Земли, где точно существуют реки, озера и моря, но состоят они не из воды, а из углеводородов – метана и этана. На Титане также идут дожди из этих соединений.
Доктор Карпинети отмечает, что радуги там могли бы существовать, но они были бы специфическими:
Титан имеет углеводородный дождь, и это прекрасно, поскольку метан прозрачен. [Но] атмосфера Титана непрозрачна для видимого света, поэтому туда попадает только инфракрасный свет от Солнца,
– говорит ученый.
Это означает, что вместо привычного спектра цветов на спутнике Сатурна образуются настоящие "невидимые радуги", которые можно зафиксировать только с помощью специальных приборов.
Кроме того, ученые уже наблюдали похожие на радуги явления в других частях Солнечной системы. Например, над Энцеладом, другим спутником Сатурна, были зафиксированы характерные цветные полосы.
Также на Венере и даже на далеких экзопланетах ученые обнаруживали так называемые "глории". Глория визуально напоминает радугу, но имеет другую природу. Если радуга создается преломлением и отражением света внутри капли, то глория возникает, когда капли рассеивают свет непосредственно обратно к источнику. Исследование об этом можно прочитать в журнале Science, а также на специальной странице ESA.
Глории на Венере / Фото ESA
А что на счет планет в других солнечных системах?
Одно из таких открытий было сделано на экзопланете WASP-76b, которую называют "горячим Юпитером" в созвездии Рыб. Доктор Оливье Деманжон, ведущий автор исследования этого явления, описывает момент открытия как нечто чрезвычайное:
Я участвовал в первом обнаружении асимметричного света, исходящего от этой странной планеты – и с тех пор мне было очень интересно узнать причину. Но когда эта особенность появилась в данных, это было такое особое ощущение – особое удовольствие, которое случается не каждый день,
– прокомментировал Оливье Деманжон свое открытие.
Научные поиски не ограничиваются только планетарными атмосферами. В своей книге "Невидимые радуги" доктор Карпинети предполагает, что мы можем мыслить еще шире. Например, чрезвычайно энергичный свет вокруг сверхмассивных черных дыр может преломляться на окружающем материале. Это создает излучение различных рентгеновских длин волн, что фактически является своего рода "рентгеновской радугой".
Такие открытия напоминают нам, что Вселенная намного сложнее и интереснее, чем кажется на первый взгляд, а знакомые нам земные явления могут иметь фантастические аналоги в далеких глубинах космоса.
Вам также будет интересно узнать: почему радуга на Земле имеет именно такие цвета?
Радуга на Земле имеет именно такие цвета из-за физических свойств света и атмосферы. Солнечный свет кажется белым, но на самом деле состоит из электромагнитных волн разной длины. Когда свет проходит сквозь капли воды в атмосфере, он преломляется, отражается внутри капли и разделяется на отдельные цвета. Это явление называется дисперсией света.
Каждый цвет имеет собственную длину волны. Красный свет имеет самую длинную волну среди видимого спектра, а фиолетовый – самую короткую. Из-за этого разные цвета преломляются под разными углами. В результате человеческий глаз видит знакомую последовательность цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.
На самом деле радуга не ограничивается только семью цветами. Спектр непрерывный, а между цветами существует огромное количество промежуточных оттенков. Идея о "семи цветах радуги" во многом связана с исторической традицией, которая происходит еще от Исаака Ньютона. Он сознательно выделил семь основных цветов, поскольку считал число семь "гармоничным" – по аналогии с семью нотами музыкальной гаммы.
Человеческий глаз также ограничен собственной биологией. Мы видим лишь узкий диапазон электромагнитного спектра – примерно от 380 до 700 нанометров. Инфракрасное или ультрафиолетовое излучение человек без специальных приборов не видит. Поэтому радуга для нас выглядит именно такой, хотя в реальности спектр значительно шире.
Как ученые собираются исследовать Титан: миссия, что могла бы увидеть невидимую радугу
Будущая миссия NASA Dragonfly вызывает такой большой интерес. Dragonfly станет первым в мире летательным аппаратом, который будет работать на поверхности другого небесного тела как автономный дрон-вертолет. Миссия должна стартовать не ранее 2028 года, а прибытие на Титан ожидается в середине 2030-х годов, пишет NASA Science.
Dragonfly будет исследовать атмосферу, химический состав поверхности и метановый цикл Титана. Аппарат будет летать между различными регионами спутника, анализировать органические соединения и погодные явления.
Миссия не создается специально для поиска радуг, но ее инструменты могут помочь выявить атмосферные эффекты, связанные с преломлением света в метановых каплях. Dragonfly будет иметь спектрометры и камеры, способные работать в различных диапазонах, включая инфракрасный. Именно это потенциально позволит зафиксировать явления, которые человеческий глаз никогда не увидел бы напрямую.