Miért vörösek a hajnalok és a naplementék, miközben a Nap kékessárga?

Biztosan Te is gyönyörködötél már a lenyugvó Nap színeiben egy kora esti séta közben, esetleg a felkelő Napéban hajnalban. De miért látjuk pirosasnak a naplementéket és a napfelkeltéket, miközben egyébként Napot sárgának vagy inkább fehérnek látjuk szabad szemmel, a hivatalos meghatározás szerint pedig a legerősebben az 500nm-es, azaz a kékessárga zónában emittál?

“A Nap valójában a rádióhullámoktól a gammasugárzásig minden hullámhosszon bocsát ki energiát. De – magyarázta a NASA a 2017-es napfogyatkozás előtt – energiája nagy részét 500 nm körül bocsátja ki, ami közel áll a mi szemünk által érzékelt kék-zöld fényhez. Így azt mondhatnánk, hogy a Nap kék-zöld!”

A szemünk működésének köszönhetően azonban mi nem így látjuk a Nap színeit. “Bár a Nap a spektrum zöld részében sugároz a legerősebben, az összes látható színben – pirostól kékig” – erősen emittál, írja az iflscience.com. A szemünkben lévő fotoreceptorok a látható fényt idegi jelekké alakítják.

Az emberi szem kb. 8 millió csapot tartalmaz. A csapok adják a fényadaptált látás (fotopikus, a normál fényviszonyokhoz alkalmazkodott) alapját, gyenge fényben (szkotopikus látás) nem működnek. A retina közepén, a sárgafolton csapokat találunk, melyek fényérzékenysége kisebb, mint a pálcikáké, viszont felbontóképességük kiváló. A csapoknak köszönhető a színlátás is. Háromféle csappigmenttípus van, amelyek bizonyos hullámhosszú fényre a legérzékenyebbek:

R csap – rövidhullám-érzékeny (420 nm, ibolya szín)
K csap – középhullám-érzékeny (530 nm, zöld szín)
H csap – hosszúhullám-érzékeny (560 nm, sárga szín)

Amikor a Napból megérkezik a sugárzás, mindhárom csaptípus telítetté válik, mert annyira erős a sugárzás. Ezért érzékeli az agyunk a horizonton lévő Napot fehérnek. Viszont a Nap nem mindig a legmagasabban van az égbolton.

A Marson például kékek a naplementék

Amikor a Nap eléri a légkörünket, a kék spektrumban lévő fényt hatékonyabban szórják szét a légköri részecskék, mint a vöröst, ezt Rayleigh-szórásnak nevezik. Ha kevesebb kék fény éri a szemet, a Napot enyhén sárgára színezve fogja érzékelni. Minél vastagabb légkörön kell áthaladnia a Nap fényének – mondjuk napkeltekor és napnyugtakor –, annál jobban szétszóródik a kék fény, így a Nap sárgábbnak majd vörösnek tűnik. Ugyanakkor, amikor a Nap közvetlenül feletted van, fehér színű, mivel a kék fény kisebb vastagságú légkörön kell áthaladjon, amelyen szétszóródhat ahhoz, hogy elérje a szemet.

A Marson, ahol a légkör sokkal vékonyabb, szén-dioxiddal és porral teli, a vörös fény hatékonyabban szóródik, ami azt jelenti, hogy a Marsjáró robotok minden marsi estén hátborzongató kék naplementéket látnak. Íme erről egy videó a NASA-tól: