На Земле закат ассоциируется с красными, оранжевыми и золотистыми оттенками. На Марсе привычная картина меняется: по мере того как Солнце опускается к горизонту, пространство вокруг него приобретает голубоватый оттенок. При этом сам Марс остается «красной планетой» — и именно пыль в его атмосфере одновременно создает оба этих визуальных эффекта.

Первые фотографии марсианского заката человечество получило еще в 1976 году благодаря аппарату Viking 1. С тех пор различные марсоходы и посадочные аппараты NASA неоднократно фотографировали рассветы и закаты, постепенно помогая ученым понять, почему небо на Марсе выглядит совсем иначе, чем земное.

Солнце на Марсе выглядит меньше

Марс находится дальше от Солнца, чем Земля, поэтому с его поверхности Солнце кажется примерно на треть меньше, чем нам на Земле.

Но размер солнечного диска — далеко не главное отличие. Гораздо интереснее то, что происходит с солнечным светом, когда он проходит через марсианскую атмосферу.

Атмосфера Марса гораздо тоньше земной, но в ней содержится большое количество мельчайших частиц пыли. Именно они определяют значительную часть того, что видит камера космического аппарата — и увидел бы человек, находящийся на поверхности планеты.

Почему закат становится голубым

Марс называют Красной планетой из-за оксидов железа в грунте — фактически своеобразной марсианской «ржавчины». Днем эта пыль придает окружающему ландшафту характерный красновато-желтый оттенок.

Однако во время рассвета и особенно заката картина меняется.

Мелкие частицы пыли в атмосфере взаимодействуют с солнечным светом таким образом, что голубая часть спектра проникает через атмосферу немного эффективнее. Рассеянный голубой свет при этом остается ближе к направлению на Солнце, тогда как желтый и красный свет сильнее рассеиваются по всему небу.

В результате вокруг заходящего Солнца появляется голубое сияние, тогда как остальная часть неба может сохранять желтоватые и оранжевые оттенки.

Именно поэтому марсианский закат выглядит почти противоположностью земному: на Земле закат обычно красный, а на Марсе голубой.

Первые марсианские закаты

Первый закат с поверхности Марса удалось увидеть благодаря аппарату Viking 1 в августе 1976 года. Камера сделала снимок примерно за 15 минут до захода Солнца в районе Хриса на Марсе.

Низкое положение Солнца над горизонтом позволило увидеть особенности рельефа, которые не были заметны на фотографиях, сделанных при более высоком положении Солнца. На снимке видны углубление в поверхности, крупные камни и участки открытой породы.

При этом тени выглядят размытыми. Причина — все та же марсианская пыль: солнечный свет, проходя длинный путь через атмосферу под небольшим углом, рассеивается на частицах пыли.

Что увидели современные марсоходы

После Viking поверхность Марса фотографировали десятки аппаратов. Каждый из них добавил что-то новое к представлению о марсианских рассветах и закатах.

В ноябре 2021 года Perseverance снял закат с помощью системы камер Mastcam-Z. В этот период в атмосфере было сравнительно мало пыли, поэтому голубой оттенок заката оказался менее выраженным, чем обычно.

А Curiosity в феврале 2023 года впервые настолько отчетливо запечатлел так называемые сумеречные лучи — полосы света, проходящие через облака после захода Солнца. На Земле подобное явление хорошо знакомо: лучи появляются, когда солнечный свет проходит через участки атмосферы, разделенные облаками или другими препятствиями.

Для Марса это наблюдение стало особенно интересным, поскольку позволило ученым подробнее изучить облака и движение света в его атмосфере.

Рассвет тоже выглядит необычно

Марсианские рассветы также отличаются от земных.

В 2019 году посадочный аппарат InSight сфотографировал восход Солнца примерно в 5:30 утра по местному марсианскому времени. Еще раньше, в 1978 году, рассвет снял Viking 2 в районе Утопия.

Такие фотографии обычно получаются довольно темными. Ярче всего выглядит участок неба непосредственно над Солнцем. Свет рассеивается и частично поглощается мельчайшими частицами пыли и льда, находящимися в атмосфере.

На Марсе сумерки могут длиться часами

Еще одна особенность марсианских закатов и рассветов — продолжительные сумерки.

Ученые обнаружили, что слабое свечение может оставаться заметным еще долго после захода Солнца и появляться задолго до его восхода. В некоторых случаях сумеречный свет сохраняется до двух часов.

Это связано с пылью, находящейся на большой высоте. Даже после того, как Солнце скрывается за горизонтом для наблюдателя на поверхности, его лучи продолжают освещать частицы пыли в верхних слоях атмосферы. Они рассеивают свет в сторону ночной части планеты, создавая длительное послесвечение.

На Земле похожий эффект иногда наблюдается после мощных извержений вулканов, когда большое количество мельчайших частиц поднимается высоко в атмосферу.

Красивые фотографии помогают изучать атмосферу

Марсианские закаты интересуют ученых не только потому, что выглядят необычно.

По характеру сумеречного свечения можно определить, насколько высоко в атмосферу поднимается пыль. Наблюдения также помогают обнаруживать облака из частиц пыли и льда и изучать свойства марсианской атмосферы.

По цвету неба, интенсивности свечения и продолжительности сумерек ученые получают информацию о процессах, происходящих в атмосфере Марса.

И в этом заключается один из самых любопытных парадоксов Красной планеты: именно та самая пыль, которая окрашивает Марс в красный цвет, превращает его закаты в голубые.

По материалам Science NASA