在太阳系其他天体上看日落，是什么样的场景？

　　当太阳从西边的天际逐渐落下的时候，有时会在天边留下一片火烧云，十分漂亮。

　　我们对这样的傍晚已经习以为常了，那么，你知道为何明明白天是蓝色的天空，到了傍晚却变成了红色吗？

　　瑞利散射

　　首先我们要明确一个概念，那就是太阳光的颜色。实际上，太阳通过核聚变产生巨大的能量，并且以电磁波的形式释放出来。由于释放出来的电磁波在各个波段都有分布，所以从可见光的方面来讲，太阳光应该是白色的，即赤橙黄绿蓝靛紫叠加的颜色。

　　当太阳光照射进入地球大气层的时候，情况就发生了改变。因为在不同介质中传播的速度不同，所以太阳光射入大气层后，会发生散射的现象。

　　我们地球的大气层中，主要成分就是氧气和氮气这样的小气体分子。由于红色波段的波长比较长，所以相对来说比较容易越过这些障碍，直接传播出去。相比之下，蓝色和紫色频率较高，波长较短，所以经常会被大气分子吸收并朝各个方向重新发射。所以，红色等波长比较长的颜色都直接穿越了大气层，而蓝色通过散射来到了地面，地球的天空就呈现出蓝色了，这就是所谓的瑞利散射。

　　而且，由于不同的海拔高度大气层厚度不同、太阳光穿过的大气层距离也不同，所以我们所处的高度不同，看到的天空颜色也不同，相信大家在坐飞机的时候也会有所发现。如果在11000米的高空，会看到暗青色的天空；到了13000公里，天空就会变成藏蓝色；21000米时，还能看见蓝黑色的天空；飞得再高一些，几乎就只能看见黑色的天空了。

　　到了傍晚，情况就不一样了。由于傍晚的时候太阳在地平线附近，阳光穿越地球大气层就要走更长的距离。在传播这么长的距离后，蓝色和紫色都被散射掉了，所以残留下的只有红色、橙色这样的颜色，所以晚霞也都是火一般的颜色，非常好看。同样的原因，在早上和晚上看到的太阳，也是红彤彤的，而正午时候看到的太阳则不是这样的。

　　对于这样的美景，我们已经习以为常了。但是，如果你能够登陆到太阳系其他天体上，会发现那里的日落，是不一样的颜色。

　　火星上的日落

　　2005年的时候，NASA的勇气号（Spirit）火星车给我们展示了一张无与伦比的照片，那就是火星上的日落。尽管明知和地球上可能会不一样，但在看到这张照片时，大家还是被震撼到了。在一片灰暗的天空下，火星地平线上的太阳呈现出微弱的蓝色，十分诡异。

　　（图片说明：勇气号火星车拍摄到的火星日落）

　　内华达州里诺市Truckee社区学院数学教授Kurt Ehler曾经在《应用光学》杂志上发表了一篇论文，详细讨论了火星日落颜色的成因。

　　他和他的同事在利用勇气号火星车在2014年的一些数据进行分析后发现，和地球不同，火星上对太阳光进行散射的主要因素并非是大气层内的气体分子。他说：“火星大气气体的密度只有我们地球的1/80左右，因此在散射方面起到决定性作用的其实是相对较大的尘埃颗粒。”

　　正是由于这些尘埃颗粒所产生的散射模式和大气分子有着非常大的区别 ，才使得火星的日落呈现出了蓝色。

　　我们刚才提到，像地球大气这样的气体分子在造成阳光散射时，会向各个方向进行散射，所以被散射出来的蓝色光就可以传播到地面，被我们看到。

　　与此不同的是，火星大气中这些尘埃颗粒的散射方向是向前，也就是说，即使被散射，阳光也会相对比较集中。根据Ehler的说法，这些尘埃粒子对于红光的散射角度要更大一些，所以在更加集中的因素作用下，火星上“蓝色光的强度是红色光的6倍左右”。于是当太阳在地平线上照射时，就会看到蓝色的傍晚了。

　　同时我们也会发现，火星上傍晚的太阳也不是像地球这样呈红色，也是因为太阳光在穿过火星稀薄的大气层的时候没有太多颜色的改变，所以看起来是个白色的圆盘，也就是近乎于本来的颜色。而在太阳周围，由于蓝色的散射较为集中，能量较强，所以被蓝色包围。而在更远的天空，蓝色就比较少了，于是就呈现出被散射到远处的红色了，这就是火星上傍晚能看到的画面。

　　其他天体上的日落

　　从火星傍晚的介绍中大家应该也看得出来，一颗星球天空的颜色，更多的是取决于其大气成分。像月球这样没有大气层的天体，天空自然就是漆黑一片。

　　而由于我们的探测器着陆过的天体实在太少了，也很难直接看到它们的天空然后进行分析，而是只能通过理论分析，未来再寻求实际探测的验证。但Ehler指出：对于这些拥有大气层的天体来说，还是有一个共同之处的，那就是在日落的时候，波长较长的光会比其他颜色的光更加突出。

　　比如，NASA的科学家就推测，由于大气层内主要成分是氢、氦和甲烷，所以天王星的大气会吸收波长比较长的颜色，而将波长比较短的波段散射出来。因此，这里白天的颜色应该是蓝色，而到了傍晚，天空颜色也会向较长的波段变化，不过由于红色被吸收后不会再放出来，所以这里傍晚的天空应该是绿色的。

　　当然了，对于一些大气层过于浓厚的星球、或者是大气成分本身就具有比较明显的颜色特征的天体来说，恒星的光芒可能就不会成为主宰天空的颜色了。

　　比如780光年以外有一颗名为WASP-79b的行星，由于温度达到了恐怖的1600℃，其表面的铁都化成了铁水和铁云漂浮在大气中，这就使得它的天空呈现出恐怖的黄色。

　　总之，一颗星球天空的颜色，极大程度上取决于它的大气成分。如果我们无法完全了解其成分内容，就很难判断它在白天和日落时的情景。当然，再考虑到尘埃这种复杂的物质可能存在，推测天体天空颜色的问题确实还是有些困难的。