다른 행성의 일몰은 어떤 색인가요?

다른 행성의 일몰은 어떤 색인가요?

불타는 장미와 복숭아빛 일몰 하늘은 지구에 있는 우리 집의 독특한 특권 중 하나입니다. 그러면 태양계의 다른 행성에 태양이 질 때 어떤 색이 나타납니까? 이 물음에 대한 대답은 행성에 따라 달라집니다. 화성에서는 태양이 푸른빛을 내며 왔다 가며, 나사에 따르면 천왕성에서는 일몰 하늘이 파란색에서 청록색으로 변합니다.

 

그리고 토성의 위성 중 하나인 타이탄에서는 태양이 지평선 아래로 지면서 하늘이 노란색에서 주황색, 갈색으로 변합니다. 네바다 주 리노에 있는 트러키 미도우스 커뮤니티 칼리지의 수학 교수 커트 엘러는 "일몰의 색상은 균일하지 않습니다"라고 주장했습니다. 지난 2014년 화성의 일몰이 파란색으로 보이는 이유를 조사해 과학 저널에 논문을 작성한 엘러는 "대부분 각 행성의 대기와 그 안의 입자가 햇빛을 산란시키는 방식의 산물이기 때문"이라고 이유를 설명했습니다.

 

과학 학술지를 통해 엘러는 "그것은 까다롭습니다"라고 말했습니다. 엘러는 "모든 사람들은 일몰의 메커니즘이 우리가 지구에서 보는 것과 같은 복제물이라는 선입견을 갖고 있지만 사실은 그렇지 않습니다"라고 덧붙였습니다. 지구상의 대기는 주로 질소와 산소와 같은 작은 가스 분자로 구성되어 있고, 이는 산란에 더 효과적입니다.

 

엘러는 "즉, 파란색이나 보라색과 같은 단파장의 빛을 더 긴 빛보다 흡수하고 다른 방향으로 다시 방출합니다"라고 부연했습니다. 작은 분자에 의해 발생하는 선택적 산란 유형을 레일리 산란이라 지칭하며, 정오에는 푸른 하늘을 제공하지만 햇빛이 더 멀리 이동해야 하는 일몰과 일출에는 더 많은 푸른빛이 흩어집니다. 이 결과 우리의 시선에 도달하는 더 긴 빨간색과 노란색 파장이 우리가 볼 수 있는 생생한 빨간색 음영을 만들어냅니다.

 

엘러는 "대기가 가스로 지배되는 모든 행성은 일몰 시 더 지배적인 긴 파장 색상의 유사한 패턴을 따를 것"이라고 봤습니다. 예를 들어 천왕성의 대기에 있는 수소, 헬륨, 메탄가스 입자는 파란색과 녹색의 짧은 파장을 산란시키는 반면, 더 긴 빨간색 파장을 흡수하지만 대부분 재방출하지는 않습니다. 나사에 따르면 이는 푸른빛이 더 긴 녹색 파장에 비해 산란되면서 일몰 시 청록색으로 변하는 밝은 푸른 하늘을 만듭니다. 행성의 대기가 가스 이외의 다른 물질에 의해 지배된다면 일몰이 어떻게 나타나는지에 대한 모든 것이 달라질 것입니다.

 

푸른 화성의 일몰을 예시로 든 엘러는 이에 대해 "대기 가스의 밀도는 이곳의 약 1/80에 불과합니다"라고 말했습니다. 이어 엘러는 "산란은 더 큰 먼지 입자에 의해 지배됩니다"라고 덧붙였습니다. 화성 탐사선 스피릿의 데이터를 사용한 2014년 연구에서 엘러와 그의 동료들은 화성의 먼지가 가스 분자와 매우 다르게 빛을 산란시키는 것을 발견했습니다. 엘러는 이와 관련해 "푸른 일몰의 이유는 빛이 먼지 입자에서 산란되는 패턴 때문입니다"라고 설명을 더했습니다.

 

엘러는 "여기 지구에 있는 것과 같은 가스 분자는 모든 방향으로 빛을 산란시킵니다. 대조적으로 먼지는 주로 한 방향, 즉 앞쪽 방향으로 빛을 산란시킵니다"라고 이야기했습니다. 엘러에 따르면 먼지 입자는 청색광보다 적색광을 훨씬 더 넓은 각도로 산란시키며, 푸른빛은 널리 산란되지 않고 더 집중되기 때문에 화성에서 푸른빛은 붉은 빛보다 약 6배 더 강합니다. 엘러는 "화성의 일몰을 보면 실제로 태양의 원반은 흰색입니다. 빛이 화성 대기를 통과할 때 색상이 변하지 않기 때문입니다"라고 이야기했습니다. 엘러는 "태양 주위에는 푸른빛이 납니다. 그리고 더 나아가 밖으로 나가면 하늘이 붉어지기 시작하고, 붉은빛이 더 큰 각도로 흩어지는 것을 볼 수 있습니다"라고 첨언했습니다.

 

다른 행성과 달의 경우 대기 구성을 철저히 이해하지 않고는 일몰이 어떻게 보일지 예측하는 것이 거의 불가능합니다. 엘러는 이 천체에 가스 대기가 있다면 일몰 때 더 긴 파장의 빛을 볼 수 있을 것이라고 주장했습니다. 엘러는 "대기가 다른 물질에 의해 지배되는 곳은 말할 수 없습니다"라고 말했습니다. 먼지의 다양한 유형과 크기 분포가 독특한 방식으로 빛을 산란시킨다고 설명한 엘러는 "즉, 지구상의 일몰이 '이 세상의 것이 아니다'라고 생각한다면 다시 생각해 보십시오. 이는 실제로 가스 대기를 가진 행성에서만 볼 수 있는 독점적인 특징"이라고 강조했습니다.