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子どもの疑問「火星の夕焼けは何色?」の答え方 意外と知らない身の回りの科学の疑問に回答

東洋経済オンライン / 2021年8月1日 18時0分

火星の夕焼けはどんな色?(写真:brightstars/iStock)

生活に欠かせない電子レンジやカーナビの仕組みなど、子どもに突然「どうして」と聞かれても答えに困ることがあるものです。身近な存在なのに意外と知らない科学の話をまとめた『世界が面白くなる! 身の回りの科学』を上梓した宇宙物理学者・二間瀬敏史氏が、書籍の中から1つの内容を紹介します。

■地球の昼間の空が青いのはなぜ?

有名なロックバンドであるフジファブリックの「茜色の夕日」などに出てくるように、夕焼けの空の色といえば“あかね色”です。では、火星の夕焼けの空は何色だと思いますか?

多くの方は、地球と同じあかね色だと思われるのではないでしょうか。火星の夕焼けが何色なのかをお伝えする前に、まずは地球の夕焼けがなぜあかね色なのか、そもそも昼間の空はなぜ青いのかについてお話ししましょう。

夕焼けや昼間の空は、太陽から発せられている光(以下、太陽からの光)によって、あかね色や青色に見えています。この太陽からの光は、大気中の微粒子とぶつかると進行方向がさまざまな方向に変化し、これを「光の散乱」と言います。

地球の大気は、空気分子のほかにもチリや無数の小さな水滴や氷の結晶などを指す雲粒子(うんりゅうし)など、さまざまな微粒子を含んでいます。空気分子の大きさは、約1ナノメートル(髪の毛の太さの10万分の1、または10億分の1メートル)です。

太陽からの光には、人間が見ることのできる光と、見ることのできない光(紫外線や赤外線など)が含まれています。人間が見ることのできる光を“可視光”と言い、可視光の波長は380~780ナノメートル程度です。人の目には波長の長い順から、「赤→オレンジ→黄→緑→青→藍→紫」の色として認識します。

これらの色は波長で表すことができ、赤は約700~780ナノメートル、青は約460~500ナノメートル、紫は約380~430ナノメートルとなります。

大気中に入ってきた太陽からの光が、可視光の波長の数百分の1以下の大きさである空気分子によって散乱される際、太陽からの光の波長が空気分子のサイズである約1ナノメートルに近いほど、つまり波長が短ければ短い紫色(約380~430ナノメートル)や青色(約460~500ナノメートル)の波長ほど大きく光が散乱します。

また、空気分子は紫外領域(380ナノメートル以下)で特に強く光を散乱します。つまり、太陽からの光が地球の大気中を通るとき、可視光の中でいちばん波長の短い紫が最も効率よく散乱されるのです。紫の光が散乱されると空に広がるので、人間の目には広い範囲から紫の光が届きます。

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