Si la Terre encerclait une naine / géante rouge ou une naine brune, son ciel serait-il toujours bleu? [dupliquer]
J'ai l'impression que dans les systèmes nains bruns et nains rouges faibles, tout semble plus rougeâtre sur une planète, y compris son atmosphère quelle que soit sa composition. Supposons qu'une planète ait une atmosphère à la même pression de surface et à la même composition que celle de la Terre, encerclant soit une naine brune soit une naine rouge lumineuse inférieure à la moyenne à une distance habitable, l'atmosphère de cette planète semblerait-elle toujours bleue lorsqu'elle est vue de la surface. ou l'espace extra-atmosphérique? Ou son atmosphère serait-elle plus orange / rouge?
Réponses
Si nous prenons 1 atmosphère de profondeur optique pour signifier regarder à travers l'atmosphère terrestre au zénith, alors la profondeur optique de diffusion est petite - probablement de l'ordre de 0,3 pour la lumière bleue et beaucoup plus petite (selon $\lambda^{-4}$) pour la lumière rouge.
Cela signifie que lorsque le Soleil est au zénith, la plupart de la lumière atteint le sol mais une certaine lumière bleue est dispersée hors de la ligne de visée.
Si nous regardons d'autres lignes de visée, la profondeur optique augmentera à peu près à mesure que $\sec z$, où $z$est l'angle zénithal ( des fonctions plus compliquées sont disponibles). Lorsque nous regardons dans ces directions, nous voyons principalement de la lumière diffusée (bleue). Si nous regardons vers le soleil dans son ensemble$z$ (ne regardez pas le Soleil) alors la profondeur optique de diffusion est considérablement plus grande et la lumière bleue est dispersée hors de la ligne de visée, laissant la lumière rouge venir vers nous.
La quantité de lumière bleue que nous voyons dans le ciel dépend alors du spectre intrinsèque du Soleil et de l'angle entre la ligne de visée et le Soleil.
Les naines M et en particulier les naines brunes, ont très peu de lumière bleue dans leur spectre. Un typique$B-R$la couleur pour un M-nain serait d'environ 3 magnitudes, alors que pour le Soleil est d'environ 1. Cela signifie que le rapport de flux de la lumière rouge à la lumière bleue est un facteur 6,3 plus grand dans un M-nain. Le rapport de la section efficace de diffusion de la lumière rouge à la lumière bleue est d'environ$(400/700)^4 = 0.1$, ce qui compenserait à peu près.
Je pense donc que le mieux que vous puissiez obtenir est une sorte de lumière diffusée de couleur jaune à de grands angles par rapport à la direction du M-nain, en raison de la diffusion de Rayleigh.
Cependant, cela ignore la composante de diffusion Mie . La section efficace pour la diffusion Mie est presque plate, ou légèrement en hausse vers les longueurs d'onde rouges. Ceci est causé par des aérosols et des particules plus grosses dans l'atmosphère; et a tendance à effacer la couleur et à la rendre plus similaire au spectre d'éclairage. De ce point de vue, et en fonction de la teneur en aérosol, je pense que le ciel jaunâtre dû à la diffusion Rayleigh finira par devenir plus rose saumon à cause de la diffusion Mie.
C'est la vue depuis le sol. Je ne suis pas sûr de ce que vous entendez en le regardant depuis l'espace. L'atmosphère terrestre est presque transparente sauf là où il y a des nuages. Je suppose que si vous regardez directement le membre de la Terre, vous voyez la lumière rétrodiffusée de Rayleigh; dans ce cas, ma réponse serait la réponse "jaune-ish" que j'ai donnée ci-dessus, car la diffusion de Mie est assez biaisée dans la direction de diffusion vers l'avant.
Les naines brunes n'ont pratiquement pas de lumière bleue dans leur spectre. Il est complètement absorbé par les molécules dans leurs atmosphères et réémis aux longueurs d'onde infrarouges. Cependant, ce qui compte, c'est que je suppose le rapport entre la lumière rouge et la lumière bleue et bien que ce soit très petit, je doute que vous puissiez dire qu'il est nul. Je vais donc passer sur celui-là - je ne suis pas sûr. Mais pour l'œil humain, il va être très sombre (en supposant que votre planète est éclairée par 1,4 kW par mètre carré de lumière infrarouge).