У нас все еще будут радуги, если Солнце заменит другую звезду?

Радуга - это свойство расщепления света из-за молекулы воды, присутствующей в облаках, и связано со светом, излучаемым нашим Солнцем. Наше солнце - желтая звезда. Теперь, если мы заменим солнце синей гигантской звездой или красной гигантской звездой или любой другой звездой другого цвета, у нас все еще будут радуги? Если да, он все еще будет состоять из семи цветов? Какого рода возможные изменения произойдут, если таковые будут?

Радугам не хватало бы большинства синих и немного зеленого для красных звезд. Для голубой звезды синяя часть радуги была бы более интенсивной.

Для более сложных цветов радуга может показать некоторые пробелы. Радуга - это, по сути, спектр той части звездного света, которая видна нашим глазам и для которой атмосфера прозрачна.

Звезды различаются по яркости. Синий гигант был бы большим и ярким, а красный карлик упал в обморок.

Цвета в радуге будут размытыми, следовательно, ближе к белому для больших звезд и более резкими, более четкими для маленьких звезд в соответствии с угловым размером соответствующего источника света.

... Все это предполагает, что еще идет дождь. С маленькими красными звездами было бы слишком холодно для дождя. С большими голубыми звездами Земля слишком сильно нагреется. Чтобы приспособиться к этим эффектам, необходимо изменить расстояние до звезды. И конечно, длина года и орбитальная скорость могут измениться. Это может вызвать различные приливы, изменения в вулканизме и т. Д.

Замена звезды может также вызывать различные другие эффекты, другие полярные огни, воздействие на ионосферу, озоновый слой, атмосферную эрозию, многое другое ...

Цвета, которые мы видим в радуге, имеют отношение к нескольким вещам. Во-первых, это изменчивость показателя преломления воды в зависимости от длины волны. Поскольку показатель преломления различен на разных длинах волн, так как свет распространяется через воду, разные цвета разделяются. Это происходит в широком диапазоне длин волн за пределами видимого диапазона, как показано ниже (данные отсюда , я отредактировал график, потому что Excel сделал что-то странное, растягивая x-шкалу)

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

Во-вторых, радуга, которую мы видим, зависит от чувствительности наших глаз на определенных длинах волн. В радуге больше цветов, чем мы можем воспринимать, кроме красного и бурного (отсюда и названия инфракрасные и ультрафиолетовые). В пределах видимого спектра палочки и колбочки в наших глазах могут различать только столько длин волн. Кроме того, концепция «разных» цветов вне нашего видимого диапазона также не имеет большого значения, так как мы не знаем, как они будут различаться.

Наконец, для разных звезд цвета, которые вы увидите, будут зависеть от того, какой свет исходит от звезд и где они попадают на эту кривую. Наш видимый диапазон фиксирован, поэтому, если мы ограничимся этим, цвета не сильно изменятся, но относительная яркость между ними изменится. И когда свет звезд меняет цветовую гамму, некоторые цвета будут выглядеть ярче, чем на солнце. Другие могут потерять сознание. Если бы у нас был более широкий диапазон чувствительности, он был бы более красочным, чем мы могли бы себе представить в некоторых случаях.

Просто для полноты, вот другой угол:

Да, как продемонстрировали Йозеф фон Фраунгофер и многие другие люди.

Существует целая научная дисциплина, которая, если говорить несколько упрощенно, включает в себя создание радуг из звездного света из звезд, не принадлежащих Солнцу, и наблюдение за тем, как они выглядят. Это оптическая звездная спектроскопия. Так что да, такие радуги уже есть, и люди знают, как они отличаются от тех, что сделаны светом от Солнца.

Разумеется, подробно расскажу об этом, и каждый узнает, что «Sol - желтая звезда» и «Есть семь цветов». являются (грубыми) упрощениями. Вы уже видели из других ответов здесь, что есть множество сложностей, в том числе влияние местной звезды на погоду и наличие дождей с жидкой водой, вопросы о том, какая атмосфера у человека и какое время суток, и как много атмосферы (и действительно, какой чистоты воды) человек просматривает. Изучение радуг на самом деле довольно сложное.

Учитывая это, довольно сложно ответить на такие вопросы, потому что Соль на самом деле не желтый, это в значительной степени является артефактом взгляда на звезду, которая излучает все цвета в определенной атмосфере определенным образом; и есть только «семь цветов», если (а) один принимает определенные культурные и лингвистические искажения и (б) один игнорирует остальную часть электромагнитного спектра, что астрономы определенно не делают (радио и рентгеновская звездная спектроскопия также являются научными дисциплинами) ).

Поэтому для простоты придерживаемся видимого света: вот набор «радуг», сделанных из других звезд телескопом Национальной обсерватории Китт-Пик 0,9 м 30 мая 2000 года :

Коды внизу справа - это астрономические звездные каталожные номера отдельных звезд, свет которых использовался для создания каждой звезды. Это должно дать вам представление о том, как будут выглядеть радуги, сделанные разными звездами. Но это довольно сложная вещь. Просто посмотрите, как на самом деле выглядит солнечная радуга . Вот как выглядит солнечная радуга, если смотреть на нее очень подробно ( Солнечная обсерватория МакМата-Пирса 30 августа 2000 года ):

Это не желтый, и есть намного больше, чем семь цветов. ☺

Прокси будет Лунные, Лунные радуги. Я создал их в детстве, просто распыляя туман воды из садового шланга в полнолуние. Ночью было намного слабее и синее, чем на многих профессиональных фотографиях с большой выдержкой, которые можно найти .

Луна отражает только части спектра Солнца и генерирует радугу другого рода. Могу поспорить, что это верно и для разных звезд. Наверняка будет еще какой-то лук, пока вы можете видеть звезду или что-то еще, достаточно ярко отражающее ее свет.

Говорят, что изображение ниже выглядит естественным, если смотреть сквозь брызги воды водопада Виктория. (Я надеюсь, что это не вызвано фоновыми городскими огнями! Они выглядят яркими только из-за большой выдержки, необходимой для четкого отображения цветов). Некоторые лунные и звезды могут быть вызваны атмосферными ледяными кристаллами или пыльными бурями.

Для большинства звезд (вероятно, всех звезд) ответ - да. Звезды являются излучателями черного тела, что означает, что свет, который они излучают, основан на их температуре поверхности. Излучатель черного тела излучает все частоты света ниже определенного уровня отсечки. Любая звезда с более высокой температурой поверхности, чем у нашего Солнца, имела бы более высокую (более голубую) пиковую эмиссию. Тем не менее, они также излучают больше света на каждой частоте ниже, чем холодная звезда. Поэтому более горячие звезды будут излучать больше красного света, больше синего света, больше зеленого света, больше инфракрасного света, больше радио-света и т. Д.

Поэтому наше единственное беспокойство - это звезды, которые круче. Оказывается, что до тех пор, пока вы не достигнете эффективной температуры поверхности около 2500 К, вы действительно начнете испытывать огромный спад в сине-зеленой части спектра. Я не знаю ни одной звезды, которая была бы такой крутой. Нижний предел температурного спектра имеет тенденцию быть около 3500K для очень красных звезд. Все цвета радуги будут бледнее, чем с нашей звездой, но они все равно должны быть обнаружимы.

Различные композиции звезд приводят к определенным черным линиям (отсутствие света на этой частоте) в радуге, если вы посмотрите достаточно внимательно. Однако это происходит даже с нашей собственной звездой, и мы не можем видеть ее, пока не используем спектрометр - линии просто недостаточно широки, а радуга слишком сжата, чтобы мы могли заметить ее невооруженным глазом.

Конечно, все это предполагает, что вы можете держать все остальное на Земле постоянным и выключать звезды, как лампочку. Самым большим фактором при создании радуги являются состав атмосферы, размер капель дождя и способность фактически создавать дождь. Все это начнет меняться, как только наша звезда будет заменена. Иногда очень быстро, как в случае звезды класса O (или звезды, которая выходит за пределы сверхновой от слишком сильного встряхивания во время транспортировки в нашу солнечную систему).

Да, конечно. Прохождение света через капли дождя (или брызги в шлангах, водопады и т. Д.) Будет таким же. И твоя тень все равно будет указывать на радугу.