如果站在太陽(yáng)系其他行星上，你會(huì)看到怎樣的日落？模擬畫(huà)面來(lái)了！
我們的征途是星辰和大海，我們的夢(mèng)想是整個(gè)太陽(yáng)系。也許有一天，我們能夠前往太陽(yáng)系所有的行星和衛(wèi)星去旅行。那么，在這些行星上，我們會(huì)看到怎樣的世界呢？最近，托美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Geronimo Villanueva的福，我們有了一個(gè)工具，可以模擬其他行星表面的環(huán)境，讓我們體驗(yàn)一把登陸其他行星的感受。最近一段時(shí)期，Villanueva一直在參與NASA可能會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)就展開(kāi)的天王星探索項(xiàng)目，負(fù)責(zé)為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)建模工具。如果NASA真的發(fā)射探測(cè)器前往天王星，那么在它進(jìn)入天王星大氣層的時(shí)候，就會(huì)利用這個(gè)工具獲得光譜并進(jìn)行分析。在開(kāi)發(fā)這個(gè)工具的時(shí)候，Villanueva突發(fā)奇想，于是創(chuàng)建了對(duì)包括天王星在內(nèi)的許多太陽(yáng)系天體表面環(huán)境的日落模擬。在他最終合成的視頻開(kāi)篇，Villaneuva首先以地球在晴朗、濃霧和陰暗天氣下的日落為對(duì)比，以幫助大家理解可能出現(xiàn)的色差。我們知道，一顆星球的天空是什么顏色，取決于它的大氣層由哪些物質(zhì)構(gòu)成。太陽(yáng)光本身是白色的，但是在射到大氣層中后會(huì)被氣體分子所散射，最終傳播到地表就呈現(xiàn)出了不同的顏色。比如地球的天空，在瑞利散射的作用下，導(dǎo)致波長(zhǎng)較短的藍(lán)色散射得更多，所以最終在我們的眼中呈現(xiàn)出了美麗的蔚藍(lán)色。天王星上的日落同樣呈現(xiàn)出濃郁的藍(lán)色，不過(guò)其根本原因和地球并不一樣。雖然這同樣來(lái)自于太陽(yáng)光在大氣層中的散射結(jié)果，但是導(dǎo)致其呈現(xiàn)藍(lán)色的原因是大量的氫氣、氦氣以及甲烷。隨著太陽(yáng)一點(diǎn)點(diǎn)靠近地平線并最終完全落下，明亮的藍(lán)色逐漸變得陰暗最終變?yōu)槿怠?/span>不過(guò)，在天王星上想實(shí)際看到這樣的日落也不是隨時(shí)隨地都能看見(jiàn)的。這是因?yàn)椋焱跣堑淖赞D(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軌道有98°的傾角，所以它幾乎是“躺著”自轉(zhuǎn)的。由于它公轉(zhuǎn)周期達(dá)到了84年，所以平均來(lái)說(shuō)每一側(cè)的白天都要長(zhǎng)達(dá)21年，這也是這一側(cè)的夏季。在這個(gè)時(shí)候，除非是赤道附近的區(qū)域，否則看不到日落。反之亦然，另一面在白天的時(shí)候，也是看不見(jiàn)日落的。只有在自轉(zhuǎn)軸不朝向太陽(yáng)的時(shí)候，并且選擇合適的地點(diǎn)，才能看見(jiàn)天王星表面的日落。除了天王星之外，Villaneuva還模擬了其他天體。在金星的表面，日落就變成了朦朧的黃色。在太陽(yáng)逐漸落下的過(guò)程中，天空的顏色也逐漸轉(zhuǎn)為深褐色。金星的日落之所以呈現(xiàn)出這樣的顏色，就在于金星的大氣層十分濃厚，太陽(yáng)光非常難以穿透。金星表面大氣壓是地球的93倍，而且以二氧化碳為主，恐怖的溫室效應(yīng)使它的表面溫度甚至可以達(dá)到500攝氏度！在火星上，日落又呈現(xiàn)出了一種完全不同的顏色。在火星上的傍晚，天空會(huì)呈現(xiàn)出一種朦朧的灰褐色狀態(tài)，同時(shí)還會(huì)伴隨著明亮的光芒。如果你仔細(xì)看的話，還會(huì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)在落山之前竟然表現(xiàn)出微微的藍(lán)色。實(shí)際上，火星上的日落并不完全依賴于模擬，我們已經(jīng)多次見(jiàn)證了這樣的壯觀場(chǎng)面。當(dāng)人類的登陸器降落在它的表面時(shí)，這也就變成了可能。對(duì)于機(jī)遇號(hào)火星車和后來(lái)任務(wù)的新火星車來(lái)說(shuō)，火星上的日落已經(jīng)習(xí)以為常了。2015年4月15日，好奇號(hào)火星車在火星的蓋爾撞擊坑（Gale）拍攝了一組日落的圖片。這張動(dòng)圖包含了四張照片，都是利用火星車上Mastcam相機(jī)拍攝的，時(shí)間間隔為6分51秒。除此之外，這個(gè)模型還模擬了土衛(wèi)六的環(huán)境。土衛(wèi)六是科學(xué)家認(rèn)為最有希望孕育生命的天體之一，NASA也計(jì)劃在30年代發(fā)射探測(cè)器前去實(shí)地考察。同時(shí)，土衛(wèi)六也是唯一擁有完整大氣層的衛(wèi)星，因此Villanueva也對(duì)它表面的日落進(jìn)行了模擬。（圖片說(shuō)明：太空中看土衛(wèi)六）和金星一樣，即使是從太空中看，土衛(wèi)六也是橙黃色的。在地表看天空的時(shí)候，也會(huì)看到這樣的顏色。在太陽(yáng)下落的過(guò)程中，天空逐漸轉(zhuǎn)為深褐色。這里的日落之所以會(huì)這樣，就在于土衛(wèi)六的大氣層中氮?dú)獾谋壤嫉搅?5%，比地球還高。除此之外，還有濃度相對(duì)較高的甲烷以及其他含碳的有機(jī)分子。（圖片說(shuō)明：Villanueva模擬的土衛(wèi)六日落過(guò)程）與此同時(shí)，他們還模擬了系外行星TRAPPIST-1e的表面環(huán)境。這顆行星的宿主恒星TRAPPIST-1擁有7顆行星，是擁有系外行星最多的天體之一。最新研究表明，它這7顆行星中可能有3-4顆都處于宜居帶內(nèi)，TRAPPIST-1e就是其中之一。據(jù)介紹，Villaneuva和他的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心同事們開(kāi)發(fā)的這個(gè)軟件，是行星光譜發(fā)生器（Planetary Spectrum Generator）的一部分，目前已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布。對(duì)于天文學(xué)家們來(lái)說(shuō)，他們可以通過(guò)將恒星的光通過(guò)行星、彗星、衛(wèi)星等天體的大氣層模式，分析其大氣層內(nèi)的物質(zhì)成分。而對(duì)于科學(xué)愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，可以反過(guò)來(lái)使用這個(gè)程序，通過(guò)天體的大氣成分來(lái)模擬表面的天空環(huán)境。這樣的模擬還是非常有趣的，也可以幫助科學(xué)家驗(yàn)證理論分析的正確性。如果我們成功印證了這些模擬的結(jié)果，那么就非常有理由說(shuō)明推測(cè)出來(lái)的系外行星天空顏色有著非常高的準(zhǔn)確率。到那個(gè)時(shí)候，即使不前往系外行星，我們也能體驗(yàn)到登陸上去是什么樣的感受了。
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