Ekstraterrestrisk himmel forklaret: Himlen på andre planeter og atmosfærer

Fordi Merkur har ingen eller kun en lille atmosfære, vil et kig til planetens himmel ikke være anderledes end et kig til rummet fra kredsløb. Merkur har en sydpolstjerne, Alpha Pictoris. Den er svagere end Jordens Polaris i stjernebilledet Ursa Minor.

Solen fra Merkur

I gennemsnit er Solens synlige diameter på Merkur 2,5 gange så stor som på Jorden, og dens samlede lysstyrke er mere end 6 gange så stor. På grund af planetens bane vil Solens synlige diameter på himlen variere fra 2,2 gange til 3,2 gange så stor som fra Jorden. Solen ville være mere end ti gange så lysstærk.

På grund af den langsomme rotation varer en dag på Merkur omkring 176 jordiske dage.

Andre planeter set fra Merkur

Efter Solen er Venus det næstlyseste objekt på den merkuriske himmel, som er meget lysere end for observatører på Jorden.

Jorden og månen er også meget fremtrædende på Merkurs himmel. og -1,2. Alle andre planeter er synlige ligesom på Jorden, men noget mindre lyse ved opposition.

Atmosfæren på Venus er så tyk, at solen ikke er let at se på daghimlen, og stjernerne er ikke synlige om natten. Farvebilleder taget af rumsonderne tyder på, at himlen på Venus er orange. Hvis solen kunne ses fra Venus' overflade, ville tiden fra den ene solopgang til den næste være ca. 117 jordiske dage. På grund af Venus' rotation ville det se ud til, at solen står op i vest og går ned i øst.

En observatør over Venus' skyer ville cirkle rundt om planeten på omkring fire jordiske dage og se en himmel, hvor Jorden og Månen skinner klart og tydeligt. Merkur ville også være let at få øje på, fordi den er tættere og lysere, og fordi dens maksimale forlængelse fra Solen er betydeligt større end når den observeres fra Jorden.

Månens atmosfære er meget tynd, så dens himmel er altid sort, ligesom det er tilfældet med Merkur. Solen er imidlertid så lysstærk, at det er umuligt at se stjerner om dagen, medmindre observatøren er godt beskyttet mod sollyset.

Solen fra månen

Solen ser ud på samme måde fra Månen som fra Jordens bane, dog noget lysere end fra Jordens overflade, og den er ren hvid, fordi den ikke spredes og absorberes af den meget tynde atmosfære.

På grund af Månens position og kredsløb tager Solen næsten altid den samme vej gennem Månens himmel i løbet af et år. Som følge heraf er der kratere og dale nær Månens poler, som aldrig modtager direkte sollys, og der kan findes bjerge og bakketoppe, som aldrig er i skygge.

Jorden fra månen

Blandt de mest fremtrædende elementer på månens himmel er Jorden. Jorden viser faser, ligesom Månen gør for observatører på Jorden. Faserne er dog modsatrettede; når observatøren på Jorden ser fuldmåne, ser månens observatør en "ny Jord" og omvendt. Den fulde Jord lyser over 50 gange kraftigere end fuldmånen, når den er lysstærkest for observatøren på Jorden. Jordens lys, der reflekteres på Månens mørkere halvdel, er lyst nok til at være synligt fra Jorden, og er kendt som kendt som kendt som jordlys.

Som følge af Månens rotation er den ene side af Månen (den "nære side") permanent vendt mod Jorden, mens den anden side, den "fjerne side", for det meste ikke kan ses fra Jorden. Det betyder omvendt, at Jorden kun kan ses fra den nære side af Månen og altid vil være usynlig fra den fjerne side.

Formørkelser fra månen

Jorden og Solen mødes nogle gange på månens himmel, hvilket forårsager en formørkelse. På Jorden vil man se en måneformørkelse, når Månen går gennem Jordens skygge, mens man på Månen vil se en solformørkelse, når Solen går bag Jorden. Da Jordens tilsyneladende diameter er fire gange så stor som Solens, vil Solen være skjult bag Jorden i timevis. Jordens atmosfære ville være synlig som en rødlig ring.

Skygger af solformørkelser, når Månen blokerer for sollyset til Jorden, vil derimod ikke være lige så spektakulære for observatører på Månen, der ser Jorden: Månens umbra bliver næsten mindre og mindre ved Jordens overflade. En sløret mørk plet ville næppe være synlig. Effekten ville kunne sammenlignes med skyggen af en golfbold, der kastes af sollyset på et objekt på 5 meters afstand. Observatører på Månen med teleskoper vil måske kunne se umbralskyggen som en sort plet i midten af et mindre mørkt område (penumbra), der bevæger sig over hele Jordens skive. Det ville se stort set det samme ud som for Deep Space Climate Observatory, der kredser om Jorden ved det lagrangeanske punkt L1 i sol-jord-systemet, 1,5 millioner km fra Jorden.

Kort sagt, når der sker en formørkelse af en eller anden art på Jorden, sker der en formørkelse af en anden art på Månen. Formørkelser forekommer for observatører på både Jorden og Månen, når de to legemer og Solen står på linje med hinanden i en lige linje.

Mars har kun en tynd atmosfære, men den er ekstremt støvet, og der er meget lys, der spredes rundt. Himlen er derfor ret lys i dagtimerne, og stjerner er ikke synlige.

Farven på himlen på Mars

Det er vanskeligt at tage nøjagtige farvebilleder fra Mars' overflade. I mange år troede man, at himlen på Mars var mere lyserød, end man nu mener, at den er.

Det er nu kendt, at himlen er smørkaramelfarvet i løbet af dagen på Mars. Omkring solnedgang og solopgang er himlen rosa, men i nærheden af den nedgående sol er den blå. Dette er det modsatte af situationen på Jorden. Tusmørket varer længe efter solnedgang og før solopgang på grund af støvet højt oppe i Mars' atmosfære.

På Mars skyldes den røde farve på himlen tilstedeværelsen af jern(III)-oxid i støvpartiklerne i luften. Disse partikler er større end gasmolekyler, så det meste af lyset spredes. Støv absorberer blåt lys og spreder længere bølgelængder (rødt, orange og gult).

Solen fra Mars

Solen set fra Mars er ca.⁵ ⁄₈ lige så stor som set fra Jorden, og den skinner 40% af lyset, hvilket svarer til ca. lysstyrken på en let overskyet eftermiddag på Jorden.

Mars' måner set fra Mars

Mars har to små måner: Phobos og Deimos. Fra Mars' overflade er Phobos en tredjedel til halvdelen af Solens størrelse, mens Deimos knap nok er mere end en prik.

På grund af sin bane står Phobos op i vest og går ned i øst. Deimos står op i øst og går ned i vest, som en "normal" måne, selv om den med det blotte øje ser ud som en stjerne. Phobos og Deimos kan begge formørke Solen set fra Mars, men ingen af dem kan dække Solens skive fuldstændigt, og derfor er der tale om en transit snarere end en formørkelse.

Jorden fra Mars

Jorden er synlig fra Mars som en dobbeltstjerne; Månen ville være synlig ved siden af den som en svagere ledsager.

Venus fra Mars

Venus set fra Mars ville have en tilsyneladende størrelse på ca. -3,2.

De ydre planeter

Sammenlignet med deres syn fra Jorden vil de ydre planeter (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) fremstå lidt lysere under opposition, men lidt svagere under konjunktion.

Marsmånernes himmel

Fra Phobos ser Mars 6.400 gange større og 2.500 gange lysere ud end fuldmånen set fra Jorden. Fra Deimos er Mars 1.000 gange større og 400 gange lysere end fuldmånen set fra Jorden.

Asteroidebæltet er tyndt befolket, og de fleste asteroider er meget små, så en observatør, der befinder sig på en asteroide, vil sandsynligvis ikke kunne se en anden asteroide uden teleskop. Nogle asteroider, der krydser planeternes baner, kan lejlighedsvis komme tæt nok på en planet eller asteroide til, at en observatør fra den pågældende asteroide kan se skiven af det nærliggende objekt uden kikkert eller teleskop.

Selv om der aldrig er blevet taget billeder fra Jupiters atmosfære, antager kunstneriske fremstillinger typisk, at planetens himmel er blå, om end svagere end Jordens, fordi sollyset der i gennemsnit er 27 gange svagere, i det mindste i de øverste dele af atmosfæren. Planetens smalle ringe kan være svagt synlige fra breddegrader over ækvator. Længere nede i atmosfæren vil Solen være skjult af skyer og tåge i forskellige farver, oftest blå, brun og rød. Selv om der er mange teorier om årsagen til farverne, er der i øjeblikket ikke noget klart svar.

Fra Jupiter ser Solen ud til at være mindre end en fjerdedel af dens størrelse set fra Jorden.

Jupiters måner set fra Jupiter

Ud over Solen er de fire galilæiske måner de mest fremtrædende objekter på Jupiters himmel. Io, der er nærmest planeten, ville være lidt større end fuldmånen på Jordens himmel, om end mindre lysstærk, og ville være den største måne i solsystemet set fra Jupiter. Europas større lysstyrke ville ikke opveje den større afstand fra Jupiter, så den ville ikke overstråle Io. Ganymedes, den største måne og den tredje fra Jupiter, er næsten lige så lysstærk som Io og Europa, men er kun halvt så stor som Io. Callisto, der ligger længere væk, ville kun være en fjerdedel så stor som Io.

Ingen af overfladen på Jupiters måner ville være lige så fremtrædende som månens mariaer, når man ser månen fra Jorden. Mørke og lyse pletter ville være synlige på Io's overflade på grund af farven af svovl, der dækker Io, og de største vulkaner ville være markeret med mørke punkter, men manglen på store, kontrastfyldte træk resulterer i et dårligt syn af den. Europa ville derimod fremstå som en helt karakterløs hvid skive. Selv når man ser det fra nærområdet, bruger de fleste rumfartøjsbilleder kontrastforbedringer for tydeligt at vise revnerne i Europas is. Vage mørke og lyse pletter ville være synlige på Ganymedes, mens Callisto er alt for langt væk til, at man kan skelne nogen træk.

Alle fire galilæiske måner skiller sig ud på grund af deres hurtige bevægelse i forhold til Månen. De er også alle store nok til at formørke Solen fuldstændigt.

Jupiters små indre måner vises kun som stjernelignende punkter, undtagen Amalthea, som af og til kan være lige så stor som Callisto. De ville dog alle være lysere end nogen stjerne. De ydre måner ville være usynlige bortset fra Himalia, som kun under gunstige omstændigheder ville fremstå som et svagt, stjerneagtigt punkt for det blotte øje.

Jupiters måners himmel

Ingen af Jupiters måner har mere end spor af atmosfære, så deres himmel er sort eller næsten sort. For en observatør på en af månerne vil det mest fremtrædende element på himlen langt hen ad vejen være Jupiter.

Fordi Jupiters indre måner roterer synkront omkring Jupiter, vises planeten altid næsten samme sted på deres himmel. Observatører på siderne af de galilæiske satellitter, der vender væk fra planeten, ville f.eks. aldrig se Jupiter.

Fra Jupiters måner ville solformørkelser forårsaget af de galilæiske satellitter være spektakulære, fordi en observatør ville se den formørkende månes cirkulære skygge bevæge sig hen over Jupiters ansigt.

Himlen i de øverste dele af Saturns atmosfære er blå, men den fremherskende farve på skyerne tyder på, at den kan være gullig længere nede. Saturns ringe er næsten helt sikkert synlige fra de øverste dele af atmosfæren. Ringene er så tynde, at de fra en position på Saturns ækvator ville være næsten usynlige. Men fra et andet sted på planeten kan de ses som en spektakulær bue, der strækker sig over halvdelen af himmelshalvkuglen.

Saturns måner ville ikke se særlig imponerende ud på himlen, da de fleste er ret små, og de største er langt væk fra planeten. Selv Titan, Saturns største måne, ser kun halvt så stor ud som Jordens måne. Faktisk er Titan den svageste af Saturns store måner på grund af dens store afstand og svaghed; Mimas, Enceladus, Tethys, Dione og Rhea er alle lysere. De fleste af de indre måner ville fremstå som lyse, stjerneagtige punkter (med undtagelse af Janus), selv om de fleste ville skinne klarere end nogen stjerne. Ingen af de ydre måner ville være synlige undtagen Phoebe, som ville være meget svag.

Saturns måners himmel

Da Saturns indre måner alle roterer synkront, vises planeten altid på samme sted på deres himmel. Observatører på siderne af disse satellitter, der vender væk fra planeten, ville aldrig se Saturn. På Saturns indre måners himmel er Saturn et enormt objekt.

Ringene fra Saturns måner

Saturns ringe ville ikke være synlige fra de fleste af månerne. Det skyldes, at ringene, selv om de er brede, ikke er særlig tykke. Ringene ligger på kanten og er praktisk talt usynlige fra de indre måner. Fra de ydre måner, startende med Iapetus, ville man kunne se ringene mere skråt, selv om den større afstand ville få Saturn til at fremstå mindre på himlen; fra Phoebe, den største af Saturns uregelmæssige måner, ville Saturn kun fremstå lige så stor som fuldmånen fra Jorden. Det bedste syn af ringene kan være fra den indre måne Mimas, som befinder sig ret tæt på ringene. Medorbitalerne Epimetheus og Janus ville også give et godt udsyn. Tethys får det næstbedste udsyn; Iapetus får et godt udsyn til ringene og er mere end nogen af de ydre måner kan gøre krav på.

Himlen på Titan

Titan er den eneste måne i solsystemet, der har en tyk atmosfære. Himlen på Titan har en lys mandarinfarvet farve. Men en astronaut, der står på Titans overflade, ville se en tåget brunlig/mørk orange farve. Som følge af den større afstand til solen og atmosfærens tykkelse modtager Titans overflade kun ca.¹ ⁄₃₀₀₀ af det sollys, som Jorden modtager - dagtimerne på Titan er således kun lige så lyse som skumringen på Jorden. Det er sandsynligt, at Saturn er permanent usynlig bag orange smog, og selv Solen ville kun være en lysere plet i diset, der knap nok kunne belyse overfladen af is- og metansøer. Men i den øvre atmosfære ville himlen have en blå farve, og Saturn ville være synlig. Med sin tykke atmosfære og metanregn er Titan det eneste himmellegeme ud over Jorden, hvor der kan dannes regnbuer på overfladen. Men på grund af atmosfærens ekstreme tykkelse i synligt lys ville langt størstedelen af regnbuen være i det infrarøde.

Enceladus' himmel

Set fra Enceladus ville Saturn have en synlig diameter, der er 60 gange større end månens diameter set fra Jorden. Da Enceladus desuden roterer synkront med sin omløbstid og derfor holder sit ene ansigt rettet mod Saturn, bevæger planeten sig aldrig på Enceladus' himmel og kan ikke ses fra den anden side af satellitten.

Saturns ringe ville være næsten usynlige, men deres skygge på Saturns skive ville være tydeligt synlig. Ligesom vores egen måne fra Jorden ville Saturn selv vise regelmæssige faser. Fra Enceladus ville Solen kun have en diameter på en niende af Månens diameter set fra Jorden.

En observatør på Enceladus kunne også se Mimas (den største satellit i Enceladus' bane) passere forbi Saturn hver 72. time i gennemsnit. Dens tilsyneladende størrelse ville være omtrent lige så stor som Månen set fra Jorden. Pallene og Methone ville se næsten ud som stjerner. Tethys, der er synlig fra Enceladus' anti-saturniske side, ville nå en maksimal tilsyneladende størrelse, der er ca. dobbelt så stor som Månens størrelse set fra Jorden.

At dømme ud fra atmosfærens farve er himlen på Uranus sandsynligvis lyseblå. Det er usandsynligt, at planetens ringe kan ses fra dens overflade, da de er meget tynde og mørke.

Ingen af Uranus' måner ville se lige så store ud som en fuldmåne på Jorden fra Uranus' overflade, men det store antal af dem ville være et interessant syn for observatører, der svæver over skydækkerne. I modsætning til på Jupiter og Saturn kan mange af de indre måner ses som skiver snarere end som stjerneformede punkter; månerne Portia og Juliet kan til tider fremstå på størrelse med Miranda, og en række andre indre måner fremstår større end Oberon. De ydre uregelmæssige måner ville ikke være synlige for det blotte øje.

De lave lysniveauer i så stor afstand fra solen sikrer, at månerne fremstår meget svagt; den klareste, Ariel, vil skinne mere end 100 gange svagere end månen set fra Jorden. I mellemtiden ville den yderste store måne Oberon kun være lige så lysstærk som Venus på trods af dens nærhed.

At dømme ud fra atmosfærens farve er Neptuns himmel sandsynligvis azurblå eller himmelblå, ligesom Uranus'. Ligesom i tilfældet med Uranus er det usandsynligt, at planetens ringe kan ses fra dens overflade, da de er meget tynde og mørke.

Ud over Solen er det mest bemærkelsesværdige objekt på Neptuns himmel den store måne Triton, som på Jorden ville virke lidt mindre end en fuldmåne. Den bevæger sig hurtigere end vores måne. Den mindre måne Proteus ville vise en skive, der er ca. halvt så stor som fuldmånens. En sammenfald af de indre måner ville sandsynligvis give et spektakulært syn. Neptuns store ydre satellit, Nereid, er ikke stor nok til at blive vist som en skive fra Neptun, og den er ikke synlig på himlen. De andre uregelmæssige ydre måner ville ikke være synlige for det blotte øje.

Ligesom med Uranus får det lave lysniveau de store måner til at fremstå meget svagt.

Tritons himmel

Triton, Neptuns største måne, har en atmosfære, men den er så tynd, at himlen stadig er sort, muligvis med lidt lys tåge ved horisonten. Fordi Triton kredser med synkron rotation, vises Neptun altid i samme position på himlen. Da Neptun kredser om solen, skiftes Tritons polområder til at vende sig mod solen i 82 år i træk, hvilket resulterer i radikale årstidsændringer, når først den ene pol og derefter den anden bevæger sig ind i sollyset.

Neptun selv ville med maksimal lysstyrke være omtrent som fuldmånen på Jorden. På grund af sin excentriske bane ville Nereid variere betydeligt i lysstyrke; dens skive ville være alt for lille til at kunne ses med det blotte øje. Proteus ville også være vanskelig at se, men ville ved sin nærmeste afstand kunne konkurrere med Canopus.

Et trans-neptunisk objekt er en mindre planet i solsystemet, som kredser om solen i en større gennemsnitlig afstand end Neptun.

Pluto og Charon

Pluto, der ledsages af sin største måne Charon, kredser om Solen i en afstand, der normalt ligger uden for Neptuns bane, bortset fra en periode på tyve år i hver bane. Fra Pluto er Solen punktformet for menneskeøjne, men stadig meget lysstærk, idet den giver omkring 150 til 450 gange så meget lys som fuldmånen fra Jorden. Ikke desto mindre vil menneskelige observatører på Pluto bemærke et stort fald i det tilgængelige lys.

Plutos atmosfære består af en tynd kappe af nitrogen, metan og kulilte, som alle stammer fra isen af disse stoffer på overfladen. Når Pluto er tæt på Solen, stiger temperaturen på Plutos faste overflade, hvilket får disse isarter til at sublimere til gasser. Denne atmosfære producerer også en mærkbar blå tåge, som er synlig ved solnedgang og muligvis også på andre tidspunkter af den plutoniske dag.

Pluto og Charon er tidsmæssigt låst fast til hinanden. Det betyder, at Charon altid har det samme ansigt mod Pluto, og Pluto har også altid det samme ansigt mod Charon. Observatører på den anden side af Charon i forhold til Pluto vil aldrig kunne se dværgplaneten; observatører på den anden side af Pluto i forhold til Charon vil aldrig kunne se månen. Charon, set fra Plutos overflade, ville være et meget stort objekt på nattehimlen.

En komets himmel ændrer sig dramatisk, når den nærmer sig solen. Når kometens nærmeste afstand er nået, begynder kometens is at sublimere fra dens overflade og danner haler af gas og støv og en koma. En observatør på en komet, der nærmer sig Solen, kan se stjernerne blive lidt sløret af en mælkeagtig tåge, som kan skabe halo-effekter omkring Solen og andre lyse objekter.

For observatører på ekstrasolare planeter vil konstellationerne være forskellige alt efter afstanden. En konsekvens af at observere universet fra andre stjerner er, at stjerner, der kan virke lyse på vores egen himmel, kan virke svagere på andre himlemer og omvendt.

En planet omkring enten α Centauri A eller B ville se den anden stjerne som en meget lysstærk sekundær stjerne.

Fra en planet i kredsløb om Aldebaran, 65 lysår væk, ville vores sol blive set som en ubetydelig stjerne mellem Ophiuchus og Scorpius. Stjernekonstellationer bestående af klare, fjerne stjerner ville se nogenlunde ens ud (f.eks. Orion og Scorpius), men en stor del af nattehimlen ville virke ukendt for en person fra Jorden. Selv Orion ville se noget anderledes ud; set fra denne position ville Alnilam og Mintaka se ud til at ligge oven på hinanden, hvilket reducerer bæltet til to stjerner. Bellatrix ville også være meget tættere på bæltet, hvilket ville gøre Orions "bryst" noget mindre.

Hvis solen blev observeret fra Alpha Centauri-systemet, det nærmeste stjernesystem til vores, ville den fremstå som en stjerne i stjernebilledet Cassiopeia. På grund af Alpha Centauri-systemets nærhed ville stjernebillederne for det meste ligne hinanden.

På længere afstand ville Solen være en almindelig stjerne i stjernebilledet Serpens Caput. På denne afstand ville de fleste af de nærmeste stjerner være placeret på andre steder end på vores himmel, herunder Alpha Centauri, Sirius og Procyon.