Chúng ta vẫn sẽ có cầu vồng nếu Mặt trời được thay thế bởi một ngôi sao khác?

Cầu vồng là một tính chất của sự phân tách ánh sáng do phân tử nước có trong các đám mây và có liên quan đến ánh sáng phát ra từ Mặt trời của chúng ta. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao màu vàng. Bây giờ nếu chúng ta thay thế mặt trời bằng một ngôi sao khổng lồ màu xanh hoặc ngôi sao khổng lồ đỏ, hoặc bất kỳ ngôi sao nào khác có màu khác, chúng ta vẫn sẽ có cầu vồng chứ? Nếu có, nó vẫn sẽ sáng tác bảy màu? Những loại thay đổi có thể sẽ xảy ra, nếu có?

Cầu vồng sẽ thiếu hầu hết màu xanh lam và một số màu xanh lục cho các ngôi sao đỏ. Đối với một ngôi sao màu xanh, phần màu xanh của cầu vồng sẽ dữ dội hơn.

Đối với màu sắc phức tạp hơn, cầu vồng có thể hiển thị một số khoảng trống. Cầu vồng về cơ bản là một quang phổ của phần ánh sáng sao đó, có thể nhìn thấy bằng mắt của chúng ta và bầu khí quyển trong suốt.

Sao khác nhau về độ sáng. Một người khổng lồ màu xanh sẽ to lớn và rực rỡ, một người lùn đỏ mờ nhạt.

Màu sắc trong cầu vồng sẽ bị mờ đi, do đó gần với màu trắng hơn, đối với các ngôi sao lớn và sắc nét hơn, khác biệt hơn đối với các ngôi sao nhỏ, theo kích thước góc của nguồn sáng tương ứng.

... Tất cả đều giả định rằng vẫn còn mưa. Với những ngôi sao nhỏ, màu đỏ, trời sẽ rất lạnh khi mưa. Với những ngôi sao lớn màu xanh, Trái đất sẽ nóng lên quá nhiều. Để điều chỉnh các hiệu ứng này, khoảng cách đến ngôi sao sẽ cần phải được sửa đổi. Và tất nhiên, độ dài của một năm và vận tốc quỹ đạo có thể thay đổi. Điều này sau đó có thể gây ra thủy triều khác nhau, thay đổi trong núi lửa, v.v.

Trao đổi ngôi sao cũng có thể gây ra nhiều hiệu ứng khác, ánh sáng cực khác, ảnh hưởng đến tầng điện ly, tầng ozone, xói mòn khí quyển, hơn nữa ...

Màu sắc mà chúng ta thấy trong cầu vồng phải làm với một vài điều. Đầu tiên, đó là sự biến thiên của chỉ số khúc xạ của nước như là một hàm của bước sóng. Vì chỉ số khúc xạ là khác nhau ở các bước sóng khác nhau, khi ánh sáng truyền qua nước, các màu khác nhau tách ra. Điều này xảy ra trên một phạm vi bước sóng rộng ngoài phạm vi có thể nhìn thấy như bên dưới (dữ liệu từ đây , tôi đã chỉnh sửa cốt truyện vì excel đã làm một cái gì đó kỳ lạ kéo dài theo tỷ lệ x)

Bạn có thể thấy rằng trong vùng khả kiến ( $\sim 0.4\mu\text{m}-0.7\mu\text{m}$

Thứ hai, cầu vồng mà chúng ta nhìn thấy phụ thuộc vào độ nhạy của mắt chúng ta ở những bước sóng nhất định. Có nhiều màu sắc trong cầu vồng hơn là chúng ta có thể cảm nhận được ngoài màu đỏ và bạo lực (do đó có tên là tia hồng ngoại và tia cực tím). Trong phạm vi phổ khả kiến, các que và hình nón trong mắt chúng ta chỉ có thể phân biệt giữa rất nhiều bước sóng. Ngoài ra, khái niệm màu "khác biệt" nằm ngoài phạm vi có thể nhìn thấy của chúng tôi cũng không có nhiều ý nghĩa, vì chúng tôi không biết chúng sẽ được phân biệt như thế nào.

Cuối cùng, đối với các ngôi sao khác nhau, màu sắc mà bạn sẽ thấy sẽ thực sự phụ thuộc vào ánh sáng phát ra từ các ngôi sao và nơi chúng rơi trên đường cong này. Phạm vi hiển thị của chúng tôi là cố định, vì vậy nếu chúng tôi giới hạn bản thân, màu sắc sẽ không thay đổi nhiều, nhưng độ sáng tương đối giữa chúng sẽ. Và khi ánh sáng của các ngôi sao thay đổi dải màu, một số màu sẽ xuất hiện sáng hơn so với ánh sáng mặt trời. Những người khác có thể mờ nhạt để nhận thức. Nếu chúng ta có phạm vi nhạy cảm rộng hơn, nó sẽ có nhiều màu sắc hơn chúng ta có thể tưởng tượng trong một số trường hợp.

Để hoàn thiện, đây là một góc độ khác:

Vâng, như Joseph von Fraunhofer và nhiều người khác đã chứng minh.

Có cả một ngành khoa học, đặt mọi thứ một cách đơn giản, liên quan đến việc làm cầu vồng thoát khỏi ánh sao từ những ngôi sao không phải Sol và nhìn thấy chúng trông như thế nào. Đó là quang phổ sao quang học. Vì vậy, vâng, đã có những cầu vồng như vậy và mọi người biết chúng khác với những gì được tạo ra bởi ánh sáng từ Sol.

Tất nhiên, hãy đi sâu vào chi tiết đó và người ta học được rằng "Sol là một ngôi sao màu vàng" và "Có bảy màu". là (tổng) đơn giản hóa. Bạn đã từng thấy từ những câu trả lời khác ở đây rằng có rất nhiều sự phức tạp, bao gồm ảnh hưởng của ngôi sao địa phương đối với thời tiết và sự tồn tại của mưa nước lỏng, câu hỏi về bầu không khí người ta có và thời gian trong ngày, và làm thế nào nhiều bầu không khí (và thực sự là độ tinh khiết của nước) người ta đang nhìn qua. Nghiên cứu về cầu vồng thực sự khá phức tạp.

Do đó, thật khó để trả lời những câu hỏi như vậy, bởi vì Sol không thực sự có màu vàng, mà phần lớn là một vật phẩm nhìn vào một ngôi sao phát ra tất cả các màu thông qua một bầu không khí nhất định theo một cách nhất định; và chỉ có "bảy màu" nếu (a) người ta chấp nhận một số thành kiến ​​văn hóa và ngôn ngữ nhất định và (b) người ta bỏ qua phần còn lại của phổ điện từ, mà các nhà thiên văn học chắc chắn không (quang phổ của tia sao và tia X cũng là các môn khoa học ).

Do đó, bám vào ánh sáng khả kiến ​​vì đơn giản: Đây là một bộ "cầu vồng" được làm từ các ngôi sao khác bằng Kính viễn vọng 0,9m của Đài quan sát quốc gia Kitt Peak vào ngày 30 tháng 5 năm 2000 :

Các mã ở phía bên tay phải là số danh mục sao tuyệt vời của các ngôi sao riêng lẻ có ánh sáng được sử dụng để tạo ra mỗi ngôi sao. Điều này sẽ cung cấp cho bạn sự khởi đầu của một ý tưởng về cầu vồng được tạo ra bởi các ngôi sao khác nhau sẽ trông như thế nào. Nhưng đó là một điều khá phức tạp. Chỉ cần nhìn vào những gì một cầu vồng mặt trời thực sự trông như thế nào. Đây là một cầu vồng mặt trời trông như thế nào khi được xem rất chi tiết ( bởi Đài quan sát mặt trời McMath-Pierce vào ngày 30 tháng 8 năm 2000 ):

Nó không phải màu vàng và có nhiều hơn bảy màu. ☺

Một proxy sẽ là Moonbows, Lunarows cầu vồng. Tôi đã tạo ra chúng khi còn nhỏ bằng cách phun sương từ vòi trong vườn vào lúc trăng tròn. Nó mờ hơn và xanh hơn trong đêm so với nhiều bức ảnh chuyên nghiệp phơi sáng lâu mà người ta có thể tìm thấy .

Mặt trăng chỉ phản ánh các phần của quang phổ Mặt trời và nó tạo ra một loại cầu vồng khác. Tôi cá rằng điều này cũng đúng với các ngôi sao khác nhau. Chắc chắn vẫn sẽ có một số loại cung, miễn là bạn có thể nhìn thấy ngôi sao hoặc bất cứ thứ gì phản chiếu ánh sáng của nó đủ sáng.

Hình ảnh dưới đây được cho là tự nhiên khi nhìn qua vòi phun nước của thác Victoria. (Tôi hy vọng nó không phải do đèn nền thành phố gây ra! Chúng trông chỉ sáng vì thời gian phơi sáng lâu cần thiết để thu được màu sắc rõ ràng). Một số cung trăng và sao có thể được gây ra bởi các tinh thể băng trong khí quyển hoặc bão bụi.

Đối với hầu hết các ngôi sao (có thể là tất cả các ngôi sao) ngoài kia, câu trả lời là có. Các ngôi sao là những người phát ra vật đen, có nghĩa là ánh sáng chúng phát ra dựa trên nhiệt độ bề mặt của chúng. Một bộ phát đen được phát ra tất cả các tần số ánh sáng thấp hơn mức cắt nhất định. Bất kỳ ngôi sao nào có nhiệt độ bề mặt cao hơn Mặt trời của chúng ta sẽ có phát xạ cực đại (xanh hơn). Tuy nhiên, chúng cũng phát ra nhiều ánh sáng hơn ở mọi tần số dưới mức đó so với một ngôi sao lạnh hơn. Vì vậy, các ngôi sao nóng hơn sẽ phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn, nhiều ánh sáng xanh hơn, nhiều ánh sáng xanh hơn, nhiều tia hồng ngoại hơn, nhiều ánh sáng radio hơn, v.v.

Vì vậy, lo lắng duy nhất của chúng tôi là những ngôi sao mát mẻ hơn. Nó chỉ ra rằng không phải đến khi bạn đạt đến nhiệt độ bề mặt hiệu quả khoảng 2500K mà bạn thực sự bắt đầu có một sự sụt giảm lớn trong phần màu xanh và màu xanh lá cây của quang phổ. Không có ngôi sao nào mà tôi biết là tuyệt như thế này. Đầu dưới của phổ nhiệt độ có xu hướng khoảng 3500K đối với các ngôi sao rất đỏ. Tất cả các màu sắc của cầu vồng sẽ mờ hơn so với ngôi sao của chúng ta, nhưng chúng vẫn có thể được phát hiện.

Các thành phần khác nhau của các ngôi sao dẫn đến các vạch đen nhất định (không có ánh sáng ở tần số đó) trong cầu vồng nếu bạn nhìn kỹ. Tuy nhiên, điều này xảy ra ngay cả với ngôi sao của chính chúng ta và chúng ta không thể nhìn thấy nó cho đến khi chúng ta sử dụng máy quang phổ - các đường chỉ đơn giản là không đủ rộng và cầu vồng quá nén để chúng ta có thể nhận thấy bằng mắt thường.

Tất nhiên đây là tất cả giả định rằng bạn có thể giữ mọi thứ khác trên Trái đất không đổi và tắt các ngôi sao như bạn sẽ làm một bóng đèn. Yếu tố lớn nhất trong việc tạo ra cầu vồng là thành phần của bầu khí quyển, kích thước của hạt mưa và khả năng thực sự tạo ra mưa. Tất cả những thứ này sẽ bắt đầu thay đổi khi ngôi sao của chúng ta được thay thế. Đôi khi rất nhanh, như trong trường hợp của một ngôi sao hạng O (hoặc một ngôi sao đi siêu tân tinh khỏi bị rung lắc quá mạnh trong quá trình vận chuyển đến hệ mặt trời của chúng ta).

Phải, tất nhiên. Sự truyền ánh sáng qua những hạt mưa (hoặc vòi phun, thác nước v.v.) sẽ giống nhau. Và bóng của bạn vẫn sẽ chỉ vào cầu vồng.