На Земле закат обычно окрашивает небо в оранжевые и красные оттенки. На Марсе наблюдается почти противоположная картина: непосредственно вокруг заходящего Солнца появляется голубоватое сияние, хотя большую часть дня небо может выглядеть желтовато-коричневым. Этот необычный эффект связан не с цветом поверхности планеты, а с тем, как солнечный свет взаимодействует с мелкой пылью в разреженной атмосфере.
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Снимки такого заката сделал марсоход Curiosity 15 апреля 2015 года в кратере Гейла. На фотографии Солнце опускается к горизонту, а над ним виден голубой участок неба. Изображение получено камерой Mastcam, цвета которой близки к воспринимаемым человеческим глазом. При обработке специалисты откалибровали баланс белого, чтобы уменьшить влияние особенностей камеры.
Красный цвет Марса объясняется в первую очередь минералами железа в грунте. Оксиды железа придают поверхности ржавые оттенки, которые заметны даже при наблюдении планеты издалека. Однако окраска неба определяется не только отражением света от почвы: важнее состав атмосферы, размер находящихся в ней частиц и путь, который проходят солнечные лучи.
Марсианская атмосфера значительно более разреженная, чем земная, и в основном состоит из углекислого газа. В ней постоянно присутствуют взвешенные частицы пыли. Именно они во многом определяют видимость, окраску дневного неба и особенности сумерек. Количество пыли меняется от сезона к сезону и особенно сильно во время пылевых бурь.
На Земле голубое дневное небо возникает из-за преимущественного рассеяния коротковолнового света молекулами воздуха. При заходе Солнца лучи проходят через более толстый слой атмосферы, голубая часть света сильнее рассеивается в стороны, а до наблюдателя чаще доходят красные и оранжевые оттенки. На Марсе ключевую роль играет другое распределение частиц: мелкая пыль рассеивает свет иначе, чем молекулы земного воздуха.
По объяснению специалистов NASA, размер марсианских пылинок позволяет синему свету эффективнее сохраняться в направлении на Солнце. Красные и жёлтые составляющие распространяются по небу шире. Поэтому рядом с солнечным диском заметно голубоватое свечение, а более удалённые участки могут оставаться жёлто-коричневыми. Голубой оттенок особенно хорошо проявляется на рассвете и закате, когда свет проходит через длинный участок запылённой атмосферы.
Это не означает, что каждый марсианский закат выглядит одинаково. При другом количестве пыли или иной высоте аэрозольного слоя насыщенность цвета меняется. На одних кадрах голубой ореол выражен отчётливо, на других кажется слабее. Поэтому фотографии разных марсоходов и посадочных аппаратов могут заметно отличаться, даже если сделаны в близкое местное время.
Марсианские сумерки тоже отличаются от земных. Свет может оставаться заметным на небе продолжительное время после захода Солнца: высоко расположенная пыль рассеивает лучи в сторону ночной половины планеты. NASA отмечает, что слабое сумеречное свечение иногда фиксируют вплоть до двух часов после заката или перед рассветом. Продолжительность и яркость зависят от состояния атмосферы.
Наблюдения закатов представляют научную ценность. По распределению света и изменению оттенков исследователи судят о свойствах пыли, высоте её распространения и возможном присутствии облаков из водяного льда. Такие сведения дополняют измерения метеорологических приборов и помогают понимать, как марсианская атмосфера переносит частицы и реагирует на сезонные изменения.
Голубой закат на Красной планете не противоречит привычным законам оптики. Одно и то же солнечное излучение даёт разные цвета в зависимости от того, через какую среду оно проходит. На Земле главную роль в окраске ясного неба играют молекулы воздуха, а на Марсе — тонкая пыль. Поэтому название «Красная планета» точно описывает её поверхность, но не все цвета марсианского неба.