天文在线|从金星到土卫六：异星上独一无二的落日景象当我们思考去探索其他行星和天体时

【天文在线|从金星到土卫六：异星上独一无二的落日景象】当我们思考去探索其他行星和天体时，我们倾向于关注重大的问题。宇航员在空闲时怎样在那儿生活？在那儿长期生活的人需要什么样的策略和技术？重力、环境和辐射如何影响选择在月球、火星和其他星球安家的人类?但我们往往忽略了简单的问题...例如：天空会是什么样子?地球、星星和轨道上的卫星将如何出现？日落会是什么样？

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这些都是我们在地球上认为理所当然的事情，并没有真正考虑太多。但多亏了NASA,我们现在有了可以模拟太阳系从地狱般的金星表面到拥有稠密大气的天王星这些天体日落的工具。
这个模拟器是由来自NASA戈达德太空飞行中心的行星科学家杰罗尼莫·维拉纽瓦，在为可能的天王星任务（NASA近期在考虑向天王星发射探测器）开发计算机建模工具时制作的, 。执行这种任务时，探测器将下降到天王星的大气层，使用这一工具获得光谱并确定其大气的组成。如你所见， Villaneuva设置的模拟器以地球为对照组，比较了在晴朗的夜晚和雾蒙蒙的天空中不同世界的日落。相比之下，天王星的日落在天空中呈现出蔚蓝的辉光，当太阳落入地平线时，逐渐变成深蓝色。这种颜色是由阳光与天王星大气相互作用造成的，天王星大气富含氢、氦和甲烷。

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这些气体吸收光谱中较长的波长(红色、橙色和黄色)和较短波长的光子(蓝色和绿色) ，以散射并与大气中的其他分子相撞。这类似于晴天时在地球大气层中发生的情况，光线在与大气层相互作用时被散射。当这种情况发生时，波长较短的蓝色光子散射得更多，导致天空呈现蓝色。

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与此同时，日落时的金星(金星日落!)呈现出一种朦胧的黄色，当太阳落入地平线时逐渐变成深棕色。这是阳光难以穿透金星极其稠密且有毒的大气层的结果。金星大气层主要由二氧化碳、微量氮和其他气体组成。

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火星有类似的情况，朦胧的灰褐色天空和当太阳到达地平线时强烈的辉光。如果你近距离观察，你还会看到太阳在它落入地平线之前怎样变蓝。对于“机遇号”的追随者和随后的漫游者任务来说，这是一个熟悉的景象，他们不止一次地目睹了蓝色的火星日落。

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2015年4月15日， “好奇号”火星探测器在盖尔陨石坑拍摄的日落。序列所示四张图片是探测器全景相机的左眼相机在6分51秒内拍摄的。图源（美国航天局/加州理工学院喷气动力实验室）
最后是土卫六，它的气层呈现出一种深而朦胧的橙色(和从太空中看到的一样) ，当太阳落向地平线时，橙色变成了深棕色。这种颜色和朦胧的样子是因为土卫六不同寻常的大气，它的大气主要由氮（95%）组成，并含有高浓度的甲烷和其他富含碳的有机分子。

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为了验证这个工具的准确性，维拉纽瓦模拟了天王星和其他已知天空颜色的天体。动画展示了模拟用超广角镜头在另一星球表面抬头观看的全天景观。一些情况下，光被粒子（包括悬浮在大气中的尘埃和雾)散射,产生了光晕的末端.
这些模拟结果现在是行星光谱生成器的一部分，一个由维拉纽瓦和他在NASA戈达德的同事研发的知名在线工具（用于制作以下的动画）。这个生成器让科学家们可以复制光线如何穿过行星、卫星、彗星甚至系外行星的大气层，从而测量它们的组成成分。

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