Правда ли, что Солнце оранжевое? Спойлер: оно вас обманывает

Если попросить ребенка нарисовать Солнце, он почти наверняка возьмет оранжевый или желтый карандаш. Так его изображают в мультфильмах, на погодных картах и в учебниках для младших классов. Более того, если вы рискнете взглянуть на дневное светило (разумеется, через плотный светофильтр, а не невооруженным глазом), вы действительно увидите теплый, красновато-желтый круг. И все же факт остается фактом: наше Солнце на самом деле белое. Эта маленькая оптическая ложь — результат хитроумной работы физики, атмосферы Земли и нашего собственного восприятия.

Давайте начнем с физики звезд. Цвет звезды жестко определяется температурой ее поверхности, а точнее ее фотосферы. Самые холодные красные карлики едва раскалены до двух с половиной тысяч градусов по Кельвину, а голубые гиганты пылают при сорока тысячах градусов и выше. Наше Солнце довольно рядовой желтый карлик спектрального класса G2, температура его поверхности составляет около 5500 градусов Цельсия (термин «желтый карлик» исторический и не означает, что звезда визуально жёлтая).

Именно при такой температуре законы теплового излучения (а конкретно закон смещения Вина) предсказывают пик излучения в зелено-голубой части спектра. Но почему же мы не видим зеленое Солнце?

Потому что звезда излучает не один идеальный пик, а почти весь видимый диапазон: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Когда наш мозг складывает все эти цвета вместе, сумма получается не зеленой, а чисто белой. Если взглянуть на Солнце с борта Международной космической станции, за пределами плотных слоев атмосферы, космонавты видят именно ослепительно-белый шар, такой же белый, как свет фар встречного автомобиля в сумерках.

Но тогда возникает главный вопрос: откуда же взялся миф об оранжевом Солнце? В этом виновата наша атмосфера. Когда Солнце стоит высоко в зените, его лучи проходят относительно тонкий слой воздуха. В этом случае синяя и фиолетовая части спектра рассеиваются сильнее всего, именно благодаря этому эффекту небо над нами голубое. Остаточный свет, который доходит до наших глаз, сохраняет баланс цветов и выглядит почти белым, иногда с легкой желтизной.

Но стоит Солнцу опуститься к горизонту, как картина радикально меняется. Свет начинает пробиваться сквозь многократно большую толщу атмосферы. Короткие синие волны рассеиваются настолько сильно, что практически полностью теряются, а до земли доходят только длинные волны, оранжевые и красные. Именно поэтому на закате или на восходе мы видим огненно-красное или оранжевое Солнце.

За многие поколения людская память, подкрепленная яркими утренними и вечерними зорями, закрепила этот образ как единственно верный. Мы привыкли смотреть на светило сквозь фильтр воздуха, и наш мозг перестал замечать подмену.

Интересно, что если внимательно присмотреться к фотографиям Солнца, сделанным с поверхности Земли, можно заметить еще один любопытный обман. Когда солнечные пятна снимают через специальные водородные фильтры (H-альфа), звезда действительно может выглядеть насыщенно-оранжевой. Но это показывает только одну, самую узкую полоску спектра, свечение возбужденного водорода. По таким научным снимкам нельзя судить о реальном цвете.

Так какого же цвета Солнце на самом деле? Наиболее точный ответ — почти белое. Вне атмосферы Земли Солнце выглядит именно белым, хотя его спектр немного смещен в сторону коротких волн. Если измерить его спектр со всей возможной точностью, выяснится, что максимум излучения приходится на зеленую область между длинами волн 500 и 530 нанометров. Однако смешение всех волн дает тот самый белый свет, к которому наши глаза адаптированы как к эталону.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях