Gökyüzü sadece mavi değil; hava parlaması onu yeşil, sarı ve kırmızı da yapıyor

Açık güneşli bir günde yukarı bakın ve mavi bir gökyüzü göreceksiniz. Ama bu gökyüzünün gerçek rengi mi? Yoksa gökyüzünün tek rengi mi?

Cevaplar biraz karmaşık, ancak ışığın doğasını, atomları ve molekülleri ve Dünya atmosferinin bazı ilginç kısımlarını içeriyorlar. Ve büyük lazerler de — bilim için!

Mavi gökler?

İlk önce ilk şeyler: Güneşli bir günde mavi bir gökyüzü gördüğümüzde, ne görüyoruz? Mavi nitrojen mi yoksa mavi oksijen mi görüyoruz? Basit cevap hayır. Bunun yerine gördüğümüz mavi ışık dağınık güneş ışığıdır.

Güneş geniş üretir görünür ışık spektrumuBeyaz olarak gördüğümüz ama gökkuşağının tüm renklerini içinde barındıran bir renktir. Güneş ışığı havayı geçtiğinde, atmosferdeki atomlar ve moleküller kırmızı ışıktan çok daha fazla mavi ışığı her yöne saçarlar. Buna Rayleigh saçılması denir ve açık günlerde beyaz bir Güneş ve mavi gökyüzü ile sonuçlanır.

Gün batımında bu etkinin arttığını görebiliriz, çünkü güneş ışığının bize ulaşması için daha fazla havadan geçmesi gerekir. Güneş ufka yaklaştığında, mavi ışığın neredeyse tamamı dağılır (veya toz tarafından emilir), bu nedenle etrafını daha mavi renklerle saran kırmızı bir Güneş elde ederiz.

Ama gördüğümüz tek şey dağınık güneş ışığıysa, gökyüzünün gerçek rengi nedir? Belki gece bir cevap alabiliriz.

Karanlık gökyüzünün rengi

Gece gökyüzüne bakarsanız, karanlık olduğu açıktır, ancak tamamen siyah değildir. Evet, yıldızlar var ama gece gökyüzünün kendisi parlıyor. Bu ışık kirliliği değil, doğal olarak parlayan atmosfer.

Kırsal kesimde, aysız karanlık bir gecede, şehir ışıklarından uzakta, gökyüzüne karşı kontrast oluşturan ağaçları ve tepeleri görebilirsiniz.

Hava parlaması adı verilen bu parıltı, atmosferdeki atomlar ve moleküller tarafından üretilir. Görünür ışıkta oksijen yeşil ve kırmızı ışık üretir, hidroksil (OH) molekülleri kırmızı ışık üretir ve sodyum hastalıklı bir sarı üretir. Nitrojen, havada sodyumdan çok daha bol olmasına rağmen hava parlamasına pek katkıda bulunmaz.

Hava parlamasının farklı renkleri, ışık biçiminde belirli miktarlarda enerji (kuantum) salan atomların ve moleküllerin sonucudur. Örneğin, yüksek rakımlarda ultraviyole ışık oksijen moleküllerini (O₂) oksijen atomu çiftlerine ayırabilir ve bu atomlar daha sonra oksijen moleküllerine dönüştüğünde belirgin bir yeşil ışık üretirler.

Sarı ışık, kayan yıldızlar ve keskin görüntüler

Sodyum atomları atmosferimizin çok küçük bir bölümünü oluşturur, ancak hava parlamasının büyük bir bölümünü oluştururlar ve çok sıra dışı bir kökenleri vardır: kayan yıldızlar.

Beklemeye istekliysen, her açık karanlık gecede kayan yıldızları görebilirsin. Bunlar, saniyede 11 kilometreden fazla hızla hareket ederken üst atmosferde ısınan ve buharlaşan toz tanecikleri tarafından üretilen ufacık minik meteorlardır.

Kayan yıldızlar yaklaşık 100 kilometre yükseklikte gökyüzünde parlarken, arkalarında atom ve moleküllerden oluşan bir iz bırakırlar. Bazen kayan yıldızları, içerdikleri atom ve moleküllerden kaynaklanan farklı renklerle görebilirsiniz. Çok parlak kayan yıldızlar, görünür duman izleri bile bırakabilir. Ve bu atomlar ve moleküller arasında bir miktar sodyum var.

Bu yüksek sodyum atomu tabakası aslında astronomlar için yararlıdır. Atmosferimiz sürekli hareket halinde, çalkantılı ve gezegenlerin, yıldızların ve galaksilerin görüntülerini bulanıklaştırıyor. Bir yaz öğleden sonra uzun bir yola baktığınızda gördüğünüz parıltıyı düşünün.

Gökbilimciler türbülansı telafi etmek için parlak yıldızların hızlı görüntülerini alır ve yıldızların görüntülerinin nasıl bozulduğunu ölçer. Bozulmayı gidermek için özel bir deforme olabilen ayna ayarlanabilir ve uzay teleskoplarından alınanlardan daha keskin görüntüler elde edilebilir. (Uzay teleskopları hala hava ışığının içinden bakmama avantajına sahip olsa da.)

“Uyarlanabilir optik” adı verilen bu teknik güçlüdür, ancak büyük bir sorun vardır. Uyarlanabilir optiklerin tüm gökyüzünde çalışması için yeterli doğal parlak yıldız yok. Böylece gökbilimciler gece gökyüzünde “lazer kılavuz yıldızları” adı verilen kendi yapay yıldızlarını yaparlar.

Bu sodyum atomları, çalkantılı atmosferin çok yukarısındadır ve sodyumun belirgin sarısına ayarlı bir güçlü lazeri üzerlerine ateşleyerek parlak bir şekilde parlamalarını sağlayabiliriz. Ortaya çıkan yapay yıldız daha sonra uyarlanabilir optikler için kullanılabilir. Geceleri gördüğünüz kayan yıldız, Evreni daha keskin bir görüşle görmemize yardımcı olur.

Yani gökyüzü mavi değil, en azından her zaman değil. Yeşil, sarı ve kırmızı karışımı renkli, karanlıkta parlayan bir gece gökyüzüdür. Renkleri kayan yıldızlardan yayılan güneş ışığı, oksijen ve sodyumdan kaynaklanır. Ve biraz fizik ve bazı büyük lazerlerle, evrenimizin keskin görüntülerini elde etmek için yapay sarı yıldızlar yapabiliriz.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.