Еще в первобытные времена люди с восхищением наблюдали за движением Солнца по небосклону. Они называли этого красного гиганта божеством и создавали многочисленные культы в его честь. Но даже тогда солнечный диск изображали разных цветов — белым, желтым или голубым. Так какого цвета Солнце и почему мы наблюдаем разные оттенки и спустя сотни лет?
Желтый, красный или белый карлик: какого цвета Солнце на самом деле
Все мы, будучи детьми, рисуем примерно одинаковые сюжеты:: небо — голубое, трава — зеленая, а Солнце — желтое. С небом и травой вопросов не возникает, но точно ли Солнце желтое? Ведь когда мы пытаемся на него взглянуть, оно кажется огромным ярко-белым пятном, обрамленным желто-оранжевой светящейся каймой. Так какого цвета на самом деле наша звезда?
Unsplash
Несмотря на то, что ученые уже давно знают ответ на этот вопрос, в мире постоянно появляются заблуждения на этот счет. Дети рисуют наше светило желтым, фантастические фильмы представляют его кипящей оранжевой звездой, а ученые называют эту звезду желтым карликом.
Какого цвета Солнце на самом деле и почему
В разное время суток мы видим разные оттенки солнечного диска. На рассвете оно ярко-красное, а в последние секунды до захода Солнце превращается в бледный круг. Но какого цвета звезда Солнце? На самом деле ее «настоящий» цвет — белый. Эффективная температура (светимость) звезды составляет 5780 кельвинов, что заставляет Солнце светиться белым светом. Более холодные звезды кажутся красными, а более горячие — синими.
Вот только когда лучи нашего светила достигают Земли, они приобретают слегка желтоватый оттенок. Это объясняется тем, что звезда излучает свет всех длин волн, но максимум этого излучения приходится на определенную область спектра — это и определяет «основной» цвет. Солнце является желтым карликом и по спектральной классификации звезд относится к типу G. Это значит, что излучение Солнца включает больше желтых и оранжевых длин волн.
Так какой цвет имеет Солнце? Вопреки названию «желтый карлик», его свечение белое. Дело в том, что Солнце излучает все цвета видимого спектра, и фактически излучает все частоты электромагнитных волн, кроме гамма-лучей. Фотоны (частицы света) в нижнем конце видимого электромагнитного спектра (это желтый, оранжевый, красный, они имеют большую длину волны) рассеиваются не так легко, а вот фотоны верхнего спектра (фиолетовый, синий, зеленый — меньшая длина волны) рассеиваются проще.
Атмосфера Земли «отфильтровывает» свет, пропуская более длинные волны из желто-красной части спектра и «меняя» цвет Солнца. Вот какого оттенка может быть звезда в зависимости от ее положения на небосклоне:
- Когда диск почти опустился за горизонт, он приобретает красный оттенок;
- Мы можем увидеть белое Солнце, если звезда находится на высоте примерно двадцати градусов или в зените;
- Солнце приобретает синее свечение за час до восхода или через час после заката;
- Свой желтоватый оттенок звезда получает из-за загрязнений в атмосфере, поскольку это усиливает эффект рассеивания.
Однако жизнь звезд не вечная — в том числе нашей звезды. Будет ли Солнце через тысячи лет такого же цвета и почему? На самом деле, ее оттенок действительно изменится. Этот «путь» займет у звезды примерно 5 миллиардов лет. Под воздействием термоядерных реакций в ядре она превратится в красного гиганта, температура поверхности которого не будет превышать 4 тысяч кельвинов. Тогда излучение сместится в длинноволновую (или красную) область спектра.
Какого цвета Солнце в космосе
Понять, какой цвет Солнца настоящий, можно лишь из космоса, где фотонам света просто не с чем взаимодействовать. На Земле атмосферные явления придают Солнцу желтоватый оттенок, особенно когда оно низко над горизонтом. А вот в космосе, где нет атмосферы, нет и искажающего эффекта. В действительности солнечный свет содержит все цвета видимого спектра: от фиолетового до красного.
Можем ли мы увидеть синее Солнце и какого цвета оно на самом деле? Звезда испускает электромагнитное излучение широкого спектра. Это значит, что Солнце «не ограничивает» себя ни в каком из цветов. Однако при прохождении через более плотные слои атмосферы синий диапазон рассеется быстрее всех. Именно поэтому мы чаще увидим его красным или желтым.
При этом «пик» излучения звезды приходится на длине волны 501 нанометров — то есть в диапазоне зелено-голубого цвета. Но сделать из этого вывод, что Солнце синего или зеленого цвета, нельзя. Это только то, как воспринимает электромагнитное излучение человеческий глаз. Поскольку Солнце светит не одним конкретным цветом, то длины волн смешиваются, и видимый свет становится белым.
Почему при наблюдении с Земли кажется, что цвет Солнца желтый, оранжевый или красный
Конечно, в космосе цвет Солнца отличается от того, что мы видим с Земли. Когда солнечные лучи проходят через атмосферу, они меняют направление из-за разной плотности слоев воздуха. Например, на восходе или закате звезду можно увидеть ярко-красной или оранжевой. Разгадка заключается в том, что свету приходится проникать через газовую оболочку, состоящую из азота, кислорода и молекул других веществ.
Фотоны сине-зеленого спектра рассеиваются быстрее — все потому, что эти волны самые короткие. Когда Солнце «висит» низко на горизонте, его свет проходит через более толстый слой атмосферы. Получается, что до нас доходят только красные и оранжевые оттенки, поскольку длинные фотоны гораздо меньше подвержены рассеиванию. То, какого цвета Солнце и почему, зависит от состава атмосферы. Например, на Марсе оно будет голубым.
Какого цвета Солнце утром и почему оно меняет оттенок в зависимости от времени суток
Наверняка вы замечали, что то, какого цвета лучи Солнца, зависит от периода суток. Когда Солнце низко, его свет проходит более длинный путь через атмосферу. Получается, что почти все фотоны света в сине-зеленом диапазоне рассеиваются практически сразу. До нас доходят красная и оранжевая волны спектра — на восходе или закате мы видим Солнце именно в таких цветах.
А вот днем оно кажется нам практически белым. Это связано с тем, что лучи проходят меньшее количество атмосферы. Фотоны света видимого спектра достигают наших глаз с одинаковой интенсивностью. При их смешении мы видим белый цвет Солнца. Правда, смотреть на него в такое время суток наиболее опасно — яркий свет может привести к разрушению сетчатки глаза.
Как возникла теория о зеленом Солнце
Оптическое явление получило название «зеленый луч» — это то, каким цветом светит Солнце перед восходом или закатом, находясь на определенной высоте. Увидеть зеленоватый отблеск можно в момент, когда солнечный диск почти «соприкасается» с уровнем неба. Для этого необходимо найти полностью открытый горизонт, например, в степи или на море. При этом небо должно быть чистым — облака или осадки «сместят» рассеянный свет.
То, какого цвета Солнце — зеленое или желтое, — зависит от направления луча, проходящего через атмосферу. Солнце излучает свет во всех цветах видимого спектра. Когда они «смешиваются», наш глаз воспринимает этот свет как белый. Поскольку во время заката или восхода цветовые лучи накладываются друг на друга, верхний фрагмент диска «превращается» в зеленую полоску. Наш глаз менее чувствителен к этой части спектра, поэтому мы встречаемся с таким цветом Солнца только на пару мгновений.
Зеленый луч Солнца появляется тогда, когда от диска остается только краешек. В этот момент преломление становится наиболее сильным. Поскольку фиолетовый свет рассеивается быстрее, а наш глаз не особо чувствителен к нему, вместо него мы наблюдаем зеленую полоску.
Впервые о феномене зеленого Солнца, как ни странно, рассказал писатель Жюль Верн. В основу романа «Зеленый луч» легла шотландская легенда о зеленом отблеске, увидев который человек сможет обрести вечное счастье. Это связано с тем, что зеленый цвет ассоциируется с нечто новым и свежим, а также скоротечностью оптического явления: наш глаз может уловить только секундный отблеск.
Позже легенду перескажут и другие писатели и даже музыкальные исполнители. А вот увидеть зеленый луч своими глазами удалось американскому авиатору и исследователю Ричарду Бэрду во время экспедиции на Южный полюс в 1930-е годы. Он впервые увидел, что звезда Солнце может быть зеленого цвета так долго — больше получаса. Это случилось потому, что в конце полярной ночи солнечный диск поднимается из-за горизонта в разы медленнее, чем обычно.