Forskere har lært meget om atmosfærerne i forskellige verdener i vores solsystem blot fra planetariske solopgange eller solnedgange. Sollys, der strømmer gennem en atmosfæres dis, kan adskilles i dets komponentfarver for at skabe spektre, ligesom prismer gør med sollys. Fra spektrene kan astronomer fortolke målingerne af lys for at afsløre den kemiske sammensætning af en atmosfære.
Ved solopgange og solnedgange strømmer solens stråler gennem et tykkere lag af atmosfæren i en skrå vinkel, hvilket giver flere detaljer og data - og nogle gange et farveudbrud fra spredning af lys, kaldet Rayleigh-spredning.
Takket være vores rumfartøj i kredsløb eller på overfladen af forskellige verdener, har vi et sæde på forreste række til at observere en solopgang eller solnedgang, som om vi var der selv - med den ekstra fordel af indbyggede instrumenter, der kan se i bølgelængder, der er usynlige for mennesker øjne.
Daggry eller aften ser forskelligt ud på hver planet som et resultat af, hvordan sollys interagerer med planetens atmosfære. Men der er også ligheder. Tag et kig på vores hovedbillede, som er et Cassini-rumfartøjsfoto af lagene i Saturns øvre atmosfære.
Blev du snydt? Det ligner meget jordens atmosfære. Cassini-billedet blev behandlet af billedredigeringsguruen Kevin Gill, og det fangede vores øje på grund af lighederne med et ofte set billede af rumfærgen på baggrund af lagene af Jordens atmosfære.
Rumfærgen Endeavour i jordens lem, da den nærmer sig ISS før docking. Kredit: NASA
'Det er præcis det billede, jeg tænkte på, da jeg behandlede Saturn-billedet,' sagde Gill og tilføjede, at han har en advarsel om Saturn-billedet. 'Jeg har ikke den højeste tillid til, at jeg fik farven og justeringen 100% korrekt, og da det er en falsk farve, fordi den bruger bølgelængder fra den nær-infrarøde (0,938 mikron) til ultraviolet (0,338 mikron). Så jeg er ikke sikker på, at dette billede er mere end et smukt billede, før det får mere videnskabelig analyse og korrektion.'
Men ligesom alle billeder fra rummet, såsom fra Hubble-rumteleskopet, er farverne faktisk hverken 'sande' eller 'falske' farver, men er repræsentative for de fysiske processer, der ligger til grund for billedernes emner. Behandlingen udført af billedredigerere er den bedste måde at repræsentere så meget information som muligt i et enkelt billede, der er tilgængelig i dataene. ( Læs vores artikel om kunsten at fotografere uden for jorden.)
Men Kevins billede er et smukt kig på lagene i toppen af den ringmærkede planets atmosfære, og det 'føles' bare som om Saturn i det mindste har nogle ligheder og kender vores egen Jord. Vi ved dog, at ligesom resten af planeten atmosfære af Saturn består af cirka 75 % brint og 25 % helium, med spormængder af andre stoffer som vandis og metan.
Titan
Titan og dens atmosfære, falsk farve. Behandlet ved hjælp af kalibrerede nær-infrarøde (CB1), grønne og blå filtrerede billeder af Titan taget af Cassini den 21. maj 2012. Kredit:
NASA/JPL-Caltech/SSI/CICLOPS/Kevin M. Gill
Saturns måne Titan er den eneste satellit i solsystemet, der vides at have en målbar atmosfære, og den består for det meste af nitrogen (ca. 95 procent) og metan (ca. 5 procent). Højt i Titans atmosfære splittes metan- og nitrogenmolekylerne fra hinanden af Solens ultraviolette lys og af højenergipartikler, der accelereres i Saturns magnetfelt. Nogle af de forbindelser, der produceres ved den spaltning, skaber en slags smog - en tyk, orangefarvet tåge, der gør månens overflade svær at se fra rummet.
Og indtil Cassini-Huygens-rumfartøjet ankom til den ringmærkede planet i 2004, var der lidt af et mysterium om Titans atmosfære.
Dr. Sarah Hörst, en planetarisk videnskabsmand ved Johns Hopkins, delte for nylig en historie på Twitter, hvordan observationer fra Jorden i begyndelsen af 1980'erne afslørede, at kulilte blev opdaget i Titans atmosfære. Men indtil 2008 kunne kemimodeller ikke forklare hvorfor.
I begyndelsen af 1980'erne blev kulilte opdaget i Titans atmosfære. Fra dens opdagelse indtil 2008. Kemimodeller kunne ikke forklare hvorfor
- Dr./Prof. Sarah Hörst (@PlanetDr) 13. september 2020
'Der var mange forskellige teorier, men intet passede til alle de forskellige beviser og begrænsninger, der eksisterede,' forklarede Hörst. Men det viser sig, at forskerne manglede en vigtig information: Enceladus skyder vand ind i Saturn-systemet, og noget af det ender i Titans atmosfære. Gejserne på Enceladus blev først opdaget i 2005, så dette faktum kunne ikke inkluderes i Titans kemimodeller, fordi det ikke var kendt.
'Jo mindre du ved om en atmosfære, jo sværere er det at bruge en model til at drage konklusioner om den,' sagde Hörst, 'og jo mere forsigtig skal du være med, hvordan du bruger den.' (Hvilket også kan gælde for seneste nyheder om potentielle tegn på liv i Venus' atmosfære).
Cassini-billede af Titan, behandlet ved hjælp af kalibrerede røde, grønne og blå filtre. Lyskontrastforbedringer blev lavet på de øvre atmosfæriske diser. Optaget den 1. februar 2016. Kredit: NASA/JPL-Caltech/SSI/CICLOPS/Kevin M. Gill
For flere fantastiske billeder af Titan og dens atmosfære, Kevin Gill har samlet et galleri af 'kaffe-plet' Titan-billeder.
Venus
Venus, behandlet ved hjælp af infrarøde og ultraviolette (IR1, IR2, UV1) filtrerede billeder af Venus taget af Akatsuki den 5. september 2016. Kredit: JAXA/ISAS/DARTS/Kevin M. Gill
Apropos Venus... denne skøre verden er dækket af skyer, der reflekterer og spreder sollys, og så fra rummet kan Venus se ret lys ud. Men på overfladen - fra billeder taget af Russiske Venera-landere der var i stand til at udholde den knusende atmosfære i et par minutter - vi kan konstatere, at klipperne er forskellige nuancer af grå, meget som klipper på Jorden. Men den tykke atmosfære filtrerer sollyset, så alt ser orange ud. Selve solen ville sandsynligvis ligne en lys plet på den skumle himmel.
Overfladen af Venus som fanget af den sovjetiske Venera 13-lander i marts 1982. NASA/udlånt af nasaimages.org
Venus’ atmosfære består hovedsageligt af kuldioxid med skyer af svovlsyredråber. Den tykke atmosfære fanger solens varme, hvilket resulterer i overfladetemperaturer højere end 880 grader Fahrenheit (470 grader Celsius). Atmosfæren har mange lag med forskellige temperaturer. På det niveau, hvor skyerne er, omkring 30 miles (50 km) oppe fra overfladen, er det omtrent den samme temperatur som på Jordens overflade, og det var her, fosofinen blev opdaget.
marts
Dette var den første solnedgang observeret i farver af Curiosity-roveren. Farven er blevet kalibreret og hvidbalanceret for at fjerne kameraartefakter. Mastcam ser farver på samme måde som det menneskelige øje gør, selvom det er lidt mindre følsomt over for blåt. Selve Solens skive ser lyserød ud, fordi alle de køligere farver er blevet spredt væk, svarende til hvorfor Solen på Jorden ser orange eller rød ud, når den er nær horisonten. Læg mærke til den stenede højderyg i forgrunden. Kredit: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Texas A&M Univ.
Rovere og landere på Mars' overflade har taget flere billeder af solnedgange på den røde planet. Da Mars er længere fra Solen end Jorden, synes Solen kun omkring to tredjedele af størrelsen, som vi er vant til at se på vores planet. Solnedgangen på Mars skifter fra en brunlig farve til en blålig nuance som følge af støvet i Mars atmosfære, der spreder den blå farve mere effektivt.
NASAs InSight-lander brugte Instrument Deployment Camera (IDC) på enden af sin robotarm til at afbilde denne solnedgang på Mars den 25. april 2019, den 145. Mars-dag, eller sol, for missionen. Dette blev taget omkring klokken 18.30. Mars lokal tid.
Kreditering: NASA/JPL-Caltech
Pluto
Den 14. juli 2015 så NASAs New Horizons-rumfartøj tilbage og fangede denne nær-solnedgang udsigt over de barske, iskolde bjerge og flade issletter, der strækker sig til Plutos horisont. Synlige er mere end et dusin lag i Plutos sfære. Billedet blev taget fra en afstand af 11.000 miles (18.000 kilometer) til Pluto; scenen er 230 miles (380 kilometer) på tværs. Kreditering: NASA/JHUAPL/SwRI)
Ja, Pluto har også en atmosfære, hvilket blev fremhævet af New Horizons-rumfartøjet. Blot 15 minutter efter sin nærmeste tilgang til Pluto den 14. juli 2015, så New Horizons tilbage mod solen og fangede denne nær-solnedgang udsigt over de barske, iskolde bjerge og flade issletter, der strækker sig til Plutos horisont. Baggrundsbelysningen fremhæver mere end et dusin lag af dis i Plutos spinkle, men udspilede atmosfære. Forskere forventede ikke at se denne type detaljer, men sollyset, der strømmede gennem atmosfæren, gjorde det muligt.
Nærbillede af bagsiden af Pluto taget af New Horizons viser flere lag af dis i dens hovedsagelig nitrogenatmosfære. Kredit: NASA.
En anden udsigt fra New Horizons viser dværgplanetens blå dis, der skinner mod rummets sorte mørke. Ifølge NASA blev billedet behandlet, så det ligner de farver, en person ville se, hvis man kiggede på Pluto fra den samme vinkel. Forskere siger, at hvis du skulle stå på Pluto under solopgang og solnedgang, ville du sandsynligvis se en blå solopgang eller solnedgang fra overfladen.
For at se flere visninger af solnedgange på andre verdener i vores solsystem, se denne sjove video skabt af Geronimo Villanueva , en planetarisk videnskabsmand fra NASAs Goddard Space Flight Center. Han skabte denne 'solnedgangssimulator', mens han byggede et computermodelleringsværktøj til en mulig fremtidig mission til Uranus. Læs mere om det her.
For flere planetariske udsigter, Kevin Gill har et komplet galleri af planetariske halvmåner
Blybilledtekst: Saturns øvre atmosfære. Behandlet ved hjælp af kalibrerede smalvinklede nær-infrarøde (CB3) og ultraviolette (UV3) og vidvinklede røde, grønne og violette filtrerede billeder af Saturn taget af Cassini den 17. november 2007. NASA/JPL-Caltech/SSI/CICLOPS/Kevin M. Gill.
