Ainda vamos ter arco-íris se Sun for substituído por outra estrela?

O arco-íris é uma propriedade da divisão da luz devido à molécula de água presente nas nuvens e está relacionada à luz emitida pelo nosso sol. Nosso sol é uma estrela amarela. Agora, se substituirmos o sol por uma estrela gigante azul ou gigante vermelha, ou qualquer outra estrela de cor diferente, ainda teremos arco-íris? Se sim, ainda vai compor sete cores? Que tipo de mudança possível ocorrerá, se houver?

O arco-íris não teria mais azul e um pouco de verde para as estrelas vermelhas. Para uma estrela azul, a parte azul do arco-íris seria mais intensa.

Para cores mais complexas, o arco-íris pode mostrar algumas lacunas. Um arco-íris é essencialmente um espectro dessa porção de luz estelar, visível aos nossos olhos e à qual a atmosfera é transparente.

As estrelas variam em brilho. Um gigante azul seria grande e gritante, uma anã vermelha fraca.

As cores no arco-íris seriam borradas, portanto mais próximas do branco, para estrelas grandes, e mais nítidas, mais distintas, para estrelas pequenas, de acordo com o tamanho angular da respectiva fonte de luz.

... Isso tudo pressupõe que ainda haja chuva. Com pequenas estrelas vermelhas, fazia muito frio para chover. Com grandes estrelas azuis, a Terra esquentaria demais. Para ajustar esses efeitos, a distância da estrela precisaria ser modificada. E, é claro, a duração de um ano e a velocidade orbital podem mudar. Isso poderia causar marés diferentes, mudanças no vulcanismo etc.

A troca da estrela também poderia causar vários outros efeitos, outras luzes polares, efeitos na ionosfera, camada de ozônio, erosão atmosférica e mais ...

As cores que vemos nos arco-íris têm a ver com algumas coisas. Primeiro, é a variabilidade do índice de refração da água em função do comprimento de onda. Como o índice de refração é diferente em diferentes comprimentos de onda, à medida que a luz se propaga pela água, as diferentes cores se dividem. Isso acontece em uma ampla faixa de comprimentos de onda fora da faixa visível, como visto abaixo (dados daqui , eu editei o gráfico porque o Excel fez algo estranho esticando a escala x)

Você pode ver que no intervalo visível ( , linhas vermelhas tracejadas), a inclinação do índice não é muito grande em comparação com outras partes do espectro , portanto, para estrelas de cores diferentes, você poderá ver uma dispersão maior nas cores do arco-íris, permitindo distinguir entre mais ou menos comprimentos de onda da luz, dependendo da parte do espectro em que se encontra (se você pudesse perceber essa luz, Eu discutirei isso mais tarde).$\sim 0.4\mu\text{m}-0.7\mu\text{m}$

Segundo, o arco-íris que vemos depende da sensibilidade de nossos olhos em certos comprimentos de onda. Existem mais cores no arco-íris do que podemos perceber além do vermelho e da violência (daí os nomes infravermelho e ultravioleta). Dentro do espectro visível, as hastes e cones em nossos olhos só conseguem distinguir entre tantos comprimentos de onda. Além disso, o conceito de cores "diferentes" fora do nosso alcance visível também não tem muito significado, pois não sabemos como elas seriam distinguidas.

Finalmente, para estrelas diferentes, as cores que você veria realmente dependeriam da luz que vem das estrelas e de onde elas caem nessa curva. Nosso alcance visível é fixo; portanto, se nos limitarmos a isso, as cores não mudarão muito, mas o brilho relativo entre elas mudará. E, à medida que a luz das estrelas muda de faixa de cores, algumas cores parecerão mais brilhantes que as do sol. Outros podem desmaiar ao perceber. Se tivéssemos uma gama mais ampla de sensibilidade, seria mais colorido do que poderíamos imaginar em alguns casos.

Apenas para completar, aqui está outro ângulo:

Sim, como Joseph von Fraunhofer e muitas outras pessoas demonstraram.

Existe toda uma disciplina científica que, colocando as coisas de maneira um pouco simplista, envolve fazer arco - íris fora da luz das estrelas de estrelas não Sol e ver como eles são. É espectroscopia óptica estelar. Então, sim, já existem esses arco-íris, e as pessoas sabem como elas diferem daquelas produzidas pela luz do Sol.

Entre em detalhes, é claro, e se aprende que "Sol é uma estrela amarela" e "Existem sete cores". são simplificações (brutas). Você já viu em outras respostas aqui que há uma complexidade complexa, incluindo o efeito da estrela local sobre o clima e a existência de chuvas de água líquida, perguntas sobre qual atmosfera a pessoa tem e que hora do dia é, e como muita atmosfera (e de fato a pureza da água) que se está olhando. O estudo de arco-íris é realmente bastante complexo.

Dado isso, é muito difícil responder a essas perguntas, porque Sol não é realmente amarelo, e isso é um artefato de olhar para uma estrela que emite todas as cores através de uma certa atmosfera de uma certa maneira; e existem apenas "sete cores" se (a) se adota certos vieses culturais e lingüísticos e (b) se ignora o restante do espectro eletromagnético, o que os astrônomos definitivamente não fazem (a espectroscopia estelar de rádio e raio-x também é uma disciplina científica) )

Aderindo à luz visível por uma questão de simplicidade, portanto: Aqui está um conjunto de "arco-íris" feitos de outras estrelas pelo telescópio Kitt Peak National Observatory 0.9m em 30 de maio de 2000 :

Os códigos no lado direito são números de catálogo estonais astronômicos das estrelas individuais cuja luz foi usada para fazer cada uma. Isso deve lhe dar o começo de uma idéia de como seriam os arco-íris feitos por estrelas diferentes. Mas é uma coisa bastante complexa. Basta ver como é realmente um arco-íris solar . Veja como é um arco-íris solar quando visto em grande detalhe ( pelo Observatório Solar McMath-Pierce em 30 de agosto de 2000 ):

Não é amarelo e há muito mais que sete cores. ☺

Um proxy seria Arco-íris, Arco-íris lunar. Eu os criei quando criança simplesmente pulverizando uma névoa de água de uma mangueira de jardim durante uma lua cheia. Era muito mais fraco e mais azulado à noite do que em muitas das fotos profissionais de longa exposição que se pode encontrar .

A Lua reflete apenas partes do espectro do Sol e gera um tipo diferente de arco-íris. Aposto que isso também é verdade para estrelas diferentes. Ainda haverá algum tipo de arco, com certeza, desde que você possa ver a estrela ou o que quer que reflita sua luz com brilho suficiente.

Diz-se que a imagem abaixo é natural como pode ser vista através do jato de água das Cataratas Vitória. (Espero que não seja causado pelas luzes da cidade de fundo! Que elas pareçam brilhantes apenas devido à longa exposição necessária para capturar as cores claramente). Alguns arco-íris e arco-íris podem ser causados ​​por cristais de gelo atmosféricos ou tempestades de poeira.

Para a maioria das estrelas (provavelmente todas as estrelas), a resposta é sim. As estrelas são emissores de corpos negros, o que significa que a luz que emitem é baseada na temperatura da superfície. Um emissor de corpo negro emite todas as frequências de luz inferiores a um determinado ponto de corte. Qualquer estrela com uma temperatura superficial mais alta que o nosso próprio Sol teria um pico de emissão de frequência mais alta (mais azul). No entanto, eles também emitem mais luz em todas as frequências abaixo dela do que uma estrela mais fria. As estrelas mais quentes emitem mais luz vermelha, mais luz azul, mais luz verde, mais luz infravermelha, mais luz de rádio etc.

Portanto, nossa única preocupação são as estrelas mais frias. Acontece que é somente quando você atinge uma temperatura efetiva da superfície de cerca de 2500K que você realmente começa a ter uma enorme queda na parte azul e verde do espectro. Não existem estrelas que eu conheço que sejam tão legais. A extremidade inferior do espectro de temperatura tende a ser em torno de 3500K para estrelas muito vermelhas. Todas as cores do arco-íris seriam mais fracas do que com nossa estrela, mas ainda deveriam ser detectáveis.

As diferentes composições de estrelas resultam em certas linhas pretas (ausência de luz nessa frequência) no arco-íris, se você olhar com atenção suficiente. No entanto, isso acontece mesmo com nossa própria estrela, e não podemos vê-lo até usarmos um espectrômetro - as linhas simplesmente não são largas o suficiente e o arco-íris está muito comprimido para que possamos notar a olho nu.

É claro que tudo isso pressupõe que você possa manter todo o resto da Terra constante e trocar estrelas como se fosse uma lâmpada. O principal fator na criação de arco-íris é a composição da atmosfera, o tamanho das gotas de chuva e a capacidade de realmente criar chuva. Tudo isso começaria a mudar quando nossa estrela fosse substituída. Às vezes, muito rapidamente, como no caso de uma estrela da classe O (ou uma estrela que fica supernova por ser abalada demais durante o transporte para o nosso sistema solar).

Sim, claro. A passagem da luz através das gotas de chuva (ou spray de mangueira, cachoeiras etc.) seria a mesma. E sua sombra ainda apontaria para o arco-íris.