Чи все ще у нас будуть веселки, якщо Сонце замінить інша зірка?

Веселка - це властивість розщеплення світла завдяки молекулі води, присутній у хмарах, і пов'язана зі світлом, випромінюваним нашим Сонцем. Наше сонце - жовта зірка. Тепер, якщо ми замінимо сонечко синьою гігантською зіркою чи червоною гігантською зіркою чи будь-якою іншою зіркою іншого кольору, чи все одно у нас будуть веселки? Якщо так, це все-таки буде складати сім кольорів? Які можливі зміни відбудуться, якщо такі є?

Веселкам бракує більшості блакитних та трохи зелених для червоних зірок. Для синьої зірки синя частина веселки була б більш насиченою.

Для більш складних кольорів веселка може виявити деякі прогалини. Веселка - це, по суті, спектр тієї зіркової частини світла, яку видно нашим очам і в якій атмосфера прозора.

Зірки відрізняються яскравістю. Синій велетень був би великим і яскравим, червоний карлик слабким.

Кольори в веселці будуть розмитими, отже, ближче до білого, для великих зірок, і більш чіткі, чіткіші, для маленьких зірок, відповідно до кутового розміру відповідного джерела світла.

... Це все передбачає, що дощу все ще є. З маленькими червоними зірками для дощу стало б занадто холодно. З великими синіми зірками Земля нагрівалася б занадто сильно. Для коригування цих ефектів відстань до зірки потрібно було б змінити. І звичайно, тривалість року і швидкість орбіти можуть змінюватися. Тоді це може спричинити різні припливи, зміни вулканізму тощо.

Обмін зіркою також може спричинити різні інші ефекти, інші полярні світила, вплив на іоносферу, озоновий шар, атмосферну ерозію тощо ...

Кольори, які ми бачимо у веселках, мають відношення до кількох речей. По-перше, це мінливість показника заломлення води як функції довжини хвилі. Оскільки показник заломлення різний на різних довжинах хвиль, оскільки світло поширюється по воді, різні кольори розбиваються. Це відбувається в широкому діапазоні довжин хвиль поза видимим діапазоном, як видно нижче (дані звідси , я редагував сюжет, тому що excel робив щось дивне, розтягуючи x-шкалу)

$\sim 0.4\mu\text{m}-0.7\mu\text{m}$

По-друге, веселка, яку ми бачимо, залежить від чутливості наших очей на певній довжині хвилі. У веселках більше кольорів, ніж ми можемо сприймати поза червоним та бурхливим (звідси назви інфрачервоного та ультрафіолетового). У межах видимого спектру стрижні та шишки в наших очах можуть розрізняти лише стільки довжин хвиль. Крім того, поняття "різних" кольорів за межами нашої видимої гами також не має великого значення, оскільки ми не знаємо, як їх розрізнити.

Нарешті, для різних зірок кольори, які ви б побачили, дійсно залежали б від того, яке світло надходить від зірок і куди вони потрапляють на цю криву. Наш видимий діапазон фіксований, тому якщо ми обмежимось цим, кольори не сильно зміниться, але відносна яскравість між ними буде. І коли світло зірок змінює кольорову гаму, деякі кольори будуть здаватися яскравішими, ніж у сонця. Іншим може не сприйматись. Якби ми мали ширший діапазон чутливості, він був би більш барвистим, ніж ми могли уявити в деяких випадках.

Для повноти, ось ще один кут:

Так, як продемонстрували Джозеф фон Фраунхофер та багато інших людей.

Існує ціла наукова дисципліна, яка, кажучи дещо спрощено, передбачає виготовлення веселок із зіркового світла від зірок, які не є Солом, і бачити, як вони виглядають. Це оптична зоряна спектроскопія. Так, так, уже є такі веселки, і люди знають, чим вони відрізняються від тих, що зроблені світлом від Соля.

Детально розбирайтесь у цьому, звичайно, і один дізнається, що "Сол - це жовта зірка" та "Є сім кольорів". є (грубими) спрощеннями. Ви вже бачили з інших відповідей тут, що існує безліч складних труднощів, включаючи вплив місцевої зірки на погоду та існування рідкого водного дощу, питання про те, яка атмосфера у людини та в яку годину дня, і як багато атмосфери (і справді, яка чистота води) переживаєш. Вивчення веселок насправді досить складне.

Враховуючи це, досить складно відповісти на такі запитання, тому що Сол насправді не жовтий, це значною мірою артефакт погляду на зірку, яка певним чином випромінює всі кольори через певну атмосферу; і є лише "сім кольорів", якщо (а) приймає певні культурні та лінгвістичні ухили та (б) ігнорує решту електромагнітного спектру, чого астрономи напевно не роблять (радіо- та рентгенівська зоряна спектроскопія також є науковими дисциплінами ).

Отже, дотримуйтесь видимого світла заради простоти: ось набір "веселок", зроблених з інших зірок Національним обсерваторією Кіт Пік 0,9 м телескопом 30 травня 2000 року :

Коди внизу праворуч - це астрономічні зоряні номери каталогів окремих зірок, світло яких використовували для виготовлення кожної. Це має дати вам початок уявлення про те, як виглядатимуть веселки, зроблені різними зірками. Але це досить складна річ. Подивіться, як насправді виглядає сонячна веселка . Ось як виглядає сонячна веселка, коли її детально розглядати ( Сонячна обсерваторія Макмат-Пірса 30 серпня 2000 р. ):

Це не жовтий колір, і є набагато більше семи кольорів. ☺

Проксі - це Moonbows, місячні веселки. Я створив їх у дитинстві, просто розбризкуючи туман води з садового шланга під час повного Місяця. Він був набагато слабкіше і блакитніше в ніч , ніж на багатьох з - за тривалого впливу професійних фотографій можна знайти його.

Місяць відображає лише частини спектра Сонця, і він породжує різний вид веселки. Б'юсь об заклад, що це стосується і різних зірок. Напевно, буде якийсь лук, напевно, поки ви зможете побачити зірку чи що-небудь, що відбиває її світло досить яскраво.

Наведене нижче зображення, як кажуть, природне, як видно через бризок води Вікторія Фоллз. (Я сподіваюсь, що це не спричинено фоновими вогнями міста! Вони виглядають яскраво лише через тривалу експозицію, необхідну для чіткого відображення кольорів). Деякі місячні та зіркові луки можуть бути викликані атмосферними кристалами льоду або пиловими бурями.

Для більшості зірок (напевно, всіх зірок) там відповідь - так. Зірки - випромінювачі чорних тіл, це означає, що світло, яке вони випромінюють, залежить від температури їх поверхні. Випромінювач чорних тіл випромінює всі частоти світла, нижчі за певний обріз. Будь-яка зірка з більш високою поверхневою температурою, ніж наше власне Сонце, матиме більш високу частоту (більш сильну) пікову емісію. Однак вони також випромінюють більше світла на кожній частоті нижче, ніж холодна зірка. Так гарячіші зірки будуть випромінювати більше червоного світла, більше синього світла, більше зеленого світла, більше інфрачервоного світла, більше радіовипромінювання тощо.

Тож наші єдині турботи - це зірки, які крутіші. Виявляється, що поки ви не досягнете ефективної температури поверхні близько 2500 К, ви дійсно почнете мати величезну випадання в синьо-зеленій частині спектру. Немає жодної зірки, про яку я знаю, що це круто. Нижній кінець температурного спектру зазвичай становить близько 3500 К для дуже червоних зірок. Усі кольори веселки були б світлішими, ніж у нашої зірки, але їх все одно слід виявити.

Різні композиції зірок призводять до певних чорних ліній (відсутність світла на такій частоті) у веселці, якщо ви придивитесь уважно. Однак це трапляється навіть із власною зіркою, і ми не можемо її побачити, поки не використаємо спектрометр - лінії просто недостатньо широкі, і веселка занадто стиснута, щоб ми могли її помітити неозброєним оком.

Звичайно, це все, припускаючи, що ви могли б утримувати все інше на Землі постійним і вимикати зірки, як би лампочка. Найбільшим фактором у створенні веселок є склад атмосфери, розмір крапель дощу та здатність фактично створювати дощ. Все це почало би змінюватися, як тільки наша зірка буде замінена. Іноді дуже швидко, як у випадку зірки класу O (або зірки, яка надлихнула від того, щоб надто сильно трястися під час транспортування до нашої сонячної системи).

Так, звісно. Проходження світла через краплі дощу (або бризок для шлангів, водоспади тощо) було б однаковим. І ваша тінь все одно вказувала б на веселку.