Умножете по две: как изглежда дъгата на Татуин – планетата с две слънца

Ако дъгата представлява пречупване на слънчевите лъчи във водните капки, как би изглеждала дъгата на планета с две слънца? Без да задълбаваме прекалено много за пример, нека поговорим за Татуин от вселената на „Междузвездни войни“.

Дъгата на планета с две светила винаги ще бъде умножена по две. Обикновената единична дъга ще се превърне в двойна дъга, двойната дъга ще се превърне в четворна дъга и т.н. За да разберем защо това е така, първо трябва да разгледаме законите за образуване на дъгата и пречупването на светлината.

Какво представлява дъгата

От научна гледна точка три основни процеса са отговорни за образуването на дъгата: пречупването, отразяването и разсейването на светлината във водните капки. Слънчевият лъч, попаднал в капката, се забавя и отклонява, като се разделя на спектър от цветове, вариращи от червено до виолетово. Част от тази светлина се отразява от вътрешната повърхност на капката и излиза навън, създавайки ярка дъга. Ъгълът, под който виждаме дъгата, е строго определен: около 42 градуса.

Защо 42? За щастие, това не е отговорът на въпроса за живота, Вселената и всичко останало, така че можем да го обясним. Представете си едно идеално кръгло тяло. Когато един слънчев лъч попадне на неговата повърхност, той не само се отразява, но и преминава по-навътре, пречупва се (т.е. отклонява се от правия път) и достигайки до противоположната стена на капката, се отразява от нея като от огледало, за да излезе след това навън, отново пречупен.

Повечето лъчи, веднъж попаднали в капката, не могат да се върнат обратно към наблюдателя. Светлината излиза от капката с максимален интензитет и яркост само под ъгъл от 42 градуса за червената светлина и около 40 градуса за виолетовата светлина. Това е „магическият“ ъгъл, под който трябва да погледнем капката, за да видим дъгата.

А сега си представете милиарди такива капки в небето след дъжд. Слънцето грее зад вас. Всяка от тези капки изстрелва светлина във всички посоки. Но само тези капки, които се намират в небето под ъгъл от 42 градуса от въображаемата линия, свързваща вашата глава със Слънцето, ще изпратят своя усилен лъч директно към окото ви.

По този начин всички тези „правилно“ разположени капки образуват гигантски конус, чийто връх е точно в окото ви, а основата му се разпростира по цялото небе. Основата на този конус е именно тази цветна дъга. И тази дъга задължително се появява в противоположната на Слънцето част на небето.

Вие буквално виждате не една цяла дъга, а много капки, всяка от които в момента работи като малък проектор, насочен точно към вас. Друг наблюдател, който стои наблизо, ще види дъга, създадена от различен набор от капки. Затова можем да кажем, че всеки човек вижда своя собствена, уникална дъга.

Множествените дъги

Дъгата рядко се появява сама. Често можете да наблюдавате двойна дъга, при която втората дъга, по-широка и по-бледа, се намира над основната. Нейните цветове се движат в обратен ред – от лилаво отвътре до червено отвън.

Това явление се обяснява с факта, че пътят на лъча вътре в капката на втората дъга е по-дълъг. Лъчът има време да се отрази не веднъж, а два пъти. Този по-дълъг път „преобръща“ геометрията, поради което ъгълът, под който виждаме втората дъга, става по-голям – около 50-53 градуса. Ето защо тя винаги е над основната дъга, а редът на цветовете в нея е огледален.

Има и още по-сложни варианти – тройни и дори четворни дъги, предизвикани от три или четири отражения. Тези явления обаче се срещат изключително рядко, тъй като при всяко отражение светлината губи интензитет и дъгите стават почти невидими с просто око, въпреки че всъщност винаги са там.

В допълнение към класическите дъги природата създава и други удивителни форми. Например обърнатата дъга, или дъгата близо до зенита, се появява високо в небето, когато светлината преминава през ледените кристали на пухкавите облаци. Мъгливата дъга, или глория, се появява в мъглата и изглежда като белезникава дъга без ярки цветове. Лунната дъга, създадена от лунната светлина, изглежда почти монохромна поради особеностите на нощното зрение.

Дъгата на Татуин

Нека се върнем към въпроса, поставен в заглавието. Ако една хипотетична планета, да речем Татуин, се върти около двойка близко разположени звезди, какви дъги ще има в нейното небе? На първо място си струва да решим къде се намират двойните светила. Съществуват два варианта: а) двойна звезда в центъра на системата, около която се въртят планетите, и б) две звезди в различни краища на звездната система, като планетите се въртят около едната от тях, а втората звезда се върти около първата.

В първия случай нейното небе ще бъде украсено с двойни дъги. Всяко светило щеше да създава своя собствена дъга, чийто брой винаги би бил кратен на две. С други думи, в небето на такава планета никога няма да има само една дъга, а винаги две, четири или повече. Ако светилата са достатъчно отдалечени едно от друго (84 градуса), дъгите дори няма да се докосват, но ако са близо, дъгите винаги ще се пресичат, създавайки сложни модели. В местата на пресичане цветовете се смесват, образувайки нови нюанси, а тъмните ивици в зоната между дъгите стават още по-изразителни. Освен това, поради различния интензитет на светлината от двете слънца, едната дъга може да бъде по-ярка от другата, добавяйки асиметрия в небето.

Във втория случай небето би имало много различни цветове в различните области, което би затруднило прогнозирането на образуването на дъга на такава планета. Едната звезда би могла да свети по-ярко, а другата да не е по-ярка от Луната, и поради разположението на звездите в различните региони на небето дъгата би могла да се образува на принципа на земната дъга. Защото всяка звезда би светила на различна страна на света.

Не е само Татуин

Извънземните дъги са съвсем реални. Така например от Титан, спътника на Сатурн, вали течен метан, а атмосферата му е наситена с въглеводородна „влага“. Тук дъгата би изглеждала различно: поради различния показател на пречупване на метана дъгата би била по-голяма – с радиус почти 49 градуса. Цветовете на такава дъга, макар и да съответстват на земния ред, биха били приглушени заради оранжевата мъгла, обгръщаща Титан. Освен това, тъй като метанът е по-малко плътен и вискозен от водата, капките биха били по-големи и дъгата би била по-неясна. Интересно е, че поради особеностите на атмосферата на Титан видимите дъги може да са рядкост, но те биха се появявали по-често в инфрачервения спектър. За да ги наблюдават, бъдещите изследователи ще се нуждаят от специални инструменти, способни да улавят невидимите за окото вълни.

Заключение

Дъгите на една планета с две слънца биха били по-сложни, отколкото на Земята. Дъгите винаги ще бъдат кратни на две и ще се пресичат по най-причудливи начини.