當太陽從西邊的天際逐漸落下的時候，有時會在天邊留下一片火燒雲，十分漂亮。

我們對這樣的傍晚已經習以為常了，那麼，你知道為何明明白天是藍色的天空，到了傍晚卻變成了紅色嗎？

瑞利散射

首先我們要明確一個概念，那就是太陽光的顏色。實際上，太陽透過核聚變產生巨大的能量，並且以電磁波的形式釋放出來。由於釋放出來的電磁波在各個波段都有分佈，所以從可見光的方面來講，太陽光應該是白色的，即赤橙黃綠藍靛紫疊加的顏色。

當太陽光照射進入地球大氣層的時候，情況就發生了改變。因為在不同介質中傳播的速度不同，所以太陽光射入大氣層後，會發生散射的現象。

我們地球的大氣層中，主要成分就是氧氣和氮氣這樣的小氣體分子。由於紅色波段的波長比較長，所以相對來說比較容易越過這些障礙，直接傳播出去。相比之下，藍色和紫色頻率較高，波長較短，所以經常會被大氣分子吸收並朝各個方向重新發射。所以，紅色等波長比較長的顏色都直接穿越了大氣層，而藍色透過散射來到了地面，地球的天空就呈現出藍色了，這就是所謂的瑞利散射。

而且，由於不同的海拔高度大氣層厚度不同、太陽光穿過的大氣層距離也不同，所以我們所處的高度不同，看到的天空顏色也不同，相信大家在坐飛機的時候也會有所發現。如果在11000米的高空，會看到暗青色的天空；到了13000公里，天空就會變成藏藍色；21000米時，還能看見藍黑色的天空；飛得再高一些，幾乎就只能看見黑色的天空了。

到了傍晚，情況就不一樣了。由於傍晚的時候太陽在地平線附近，陽光穿越地球大氣層就要走更長的距離。在傳播這麼長的距離後，藍色和紫色都被散射掉了，所以殘留下的只有紅色、橙色這樣的顏色，所以晚霞也都是火一般的顏色，非常好看。同樣的原因，在早上和晚上看到的太陽，也是紅彤彤的，而正午時候看到的太陽則不是這樣的。

對於這樣的美景，我們已經習以為常了。但是，如果你能夠登陸到太陽系其他天體上，會發現那裡的日落，是不一樣的顏色。

火星上的日落

2005年的時候，NASA的勇氣號（Spirit）火星車給我們展示了一張無與倫比的照片，那就是火星上的日落。儘管明知和地球上可能會不一樣，但在看到這張照片時，大家還是被震撼到了。在一片灰暗的天空下，火星地平線上的太陽呈現出微弱的藍色，十分詭異。

（圖片說明：勇氣號火星車拍攝到的火星日落）

內華達州里諾市Truckee社群學院數學教授Kurt Ehler曾經在《應用光學》雜誌上發表了一篇論文，詳細討論了火星日落顏色的成因。

他和他的同事在利用勇氣號火星車在2014年的一些資料進行分析後發現，和地球不同，火星上對太陽光進行散射的主要因素並非是大氣層內的氣體分子。他說：“火星大氣氣體的密度只有我們地球的1/80左右，因此在散射方面起到決定性作用的其實是相對較大的塵埃顆粒。”

正是由於這些塵埃顆粒所產生的散射模式和大氣分子有著非常大的區別 ，才使得火星的日落呈現出了藍色。

我們剛才提到，像地球大氣這樣的氣體分子在造成陽光散射時，會向各個方向進行散射，所以被散射出來的藍色光就可以傳播到地面，被我們看到。

與此不同的是，火星大氣中這些塵埃顆粒的散射方向是向前，也就是說，即使被散射，陽光也會相對比較集中。根據Ehler的說法，這些塵埃粒子對於紅光的散射角度要更大一些，所以在更加集中的因素作用下，火星上“藍色光的強度是紅色光的6倍左右”。於是當太陽在地平線上照射時，就會看到藍色的傍晚了。

同時我們也會發現，火星上傍晚的太陽也不是像地球這樣呈紅色，也是因為太陽光在穿過火星稀薄的大氣層的時候沒有太多顏色的改變，所以看起來是個白色的圓盤，也就是近乎於本來的顏色。而在太陽周圍，由於藍色的散射較為集中，能量較強，所以被藍色包圍。而在更遠的天空，藍色就比較少了，於是就呈現出被散射到遠處的紅色了，這就是火星上傍晚能看到的畫面。

其他天體上的日落

從火星傍晚的介紹中大家應該也看得出來，一顆星球天空的顏色，更多的是取決於其大氣成分。像月球這樣沒有大氣層的天體，天空自然就是漆黑一片。

而由於我們的探測器著陸過的天體實在太少了，也很難直接看到它們的天空然後進行分析，而是隻能透過理論分析，未來再尋求實際探測的驗證。但Ehler指出：對於這些擁有大氣層的天體來說，還是有一個共同之處的，那就是在日落的時候，波長較長的光會比其他顏色的光更加突出。

比如，NASA的科學家就推測，由於大氣層內主要成分是氫、氦和甲烷，所以天王星的大氣會吸收波長比較長的顏色，而將波長比較短的波段散射出來。因此，這裡白天的顏色應該是藍色，而到了傍晚，天空顏色也會向較長的波段變化，不過由於紅色被吸收後不會再放出來，所以這裡傍晚的天空應該是綠色的。

當然了，對於一些大氣層過於濃厚的星球、或者是大氣成分本身就具有比較明顯的顏色特徵的天體來說，恆星的光芒可能就不會稱為主宰天空的顏色了。

比如780光年以外有一顆名為WASP-79b的行星，由於溫度達到了恐怖的1600℃，其表面的鐵都化成了鐵水和鐵雲漂浮在大氣中，這就使得它的天空呈現出恐怖的黃色。

總之，一顆星球天空的顏色，極大程度上取決於它的大氣成分。如果我們無法完全瞭解其成分內容，就很難判斷它在白天和日落時的情景。當然，再考慮到塵埃這種複雜的物質可能存在，推測天體天空顏色的問題確實還是有些困難的。