Ein hellerer Mond, der schwerer zu sehen ist

Ein interessanter Effekt in der nichtlinearen Optik ist, dass ein Material, das ansonsten für eine bestimmte Wellenlänge transparent ist, für genau dieselbe Wellenlänge undurchsichtig werden kann, wenn die Intensität hoch genug ist.

Lassen Sie nun die Atmosphäre Ihres Planeten dieses Verhalten für polarisiertes Licht mit einer bestimmten Polarisation zeigen, und lassen Sie die Intensität des vom Stern kommenden Lichts hoch genug sein, um dies auszulösen.

• das vom Mond reflektierte Licht hat eine Vorzugspolarisation
• Nachts wird die Atmosphäre für diese Polarisation transparent und somit der Mond sichtbar
• Wenn der Stern beginnt, sein Licht auszustrahlen, wird die Atmosphäre für polarisierte Strahlung immer undurchlässiger, wodurch das vom Mond auf den Planeten kommende Licht effektiv blockiert und seine scheinbare Leuchtkraft bis zu dem Punkt reduziert wird, an dem es unsichtbar wird.

^{( Während ich die anderen Antworten ziemlich gut finde, denke ich, dass es eine mögliche Lösung gibt, die ziemlich plausibel ist, aber noch nicht erwähnt wurde. )}

TL;DR: Vielleicht möchten Sie Ihren Himmel heller und Ihren Mond blauer, dunkler und größer machen (die letzten drei, damit seine Helligkeit gleich bleibt, während er weniger Kontrast zum Himmel erzeugt).

Der Grund, warum einige Objekte bei Tageslicht von der Erde aus nicht sichtbar sind, liegt (grob) darin, dass der Himmel selbst (konkret die Atmosphäre) scheint, indem er das Licht der Sonne streut und die meisten Himmelsobjekte überstrahlt. Es wird gesagt, dass der Mond mehr Oberflächenhelligkeit hat als der Himmel.

Im Folgenden werde ich über Magnituden schreiben , die ein willkürliches Maß für die Helligkeit sind. Es lässt negative Werte zu, und je niedriger die Magnitude, desto heller. Es ist logarithmisch mit Basis$2.5$, was bedeutet, dass ein Unterschied in 1 Größenordnung bedeutet, dass ein Objekt ist$2.5$mal heller als die andere.

Die scheinbare Helligkeit (Gesamthelligkeit) eines Objekts ist das Ergebnis einer Oberflächenhelligkeit, integriert durch seinen sichtbaren Raumwinkel (den scheinbaren Bereich des Himmels, den es bedeckt):

$S=m+2.5\log_{10}A$, wo:

• $S$ist die Oberflächenhelligkeit des Objekts
• $m$ist seine scheinbare Größe, und
• $A$ist seine Fläche in Bogensekunden ²

Für den Mond: mit einer scheinbaren Größe von etwa einem halben Grad (30 Bogenminuten, 1800 Bogensekunden):

• $A=\left(\frac{D}{2}\right)^2\pi=900^2\pi\approx2.5\times10^6$, und$m=-12.7$für die volle Phase. So:

• $S=-12.7+2.5\log_{10}2.5\times10^6\approx-12.7+2.5\times6.4=3.3$im Durchschnitt

Für den Himmel: Der Himmel ist hell, weil er etwa 6 % des Lichts der Sonne streut . Optimale Bedingungen vorausgesetzt bedeutet dies:

• $A=2.67\times10^{11}\,\mathrm{arcsec}^2$, eine halbe Kugel

• $m=−26.74-2.5\log_{10}6\%\approx−26.74-2.5\times-1.2\approx-23.7$

• $\therefore S\approx-23.7+2.5\log_{10}2.67\times10^{11}\approx-23.7+2.5\times11.42=-23.7+28.6=4.9$im Durchschnitt.

  Aber es ist tatsächlich komplizierter als das. Sie ist nicht konstant und variiert je nach Farbe , Höhe, Luftfeuchtigkeit, Sonnenstand und Winkelabstand des betrachteten Punktes am Himmel. Aber anscheinend kann es in einem Bereich liegen$6$Größenordnungen breit .

All dies bedeutet, dass der Mond ist$2.5^{1.6}\approx4.3$mal heller als der Tageshimmel im Durchschnitt. Ein außerirdischer Himmel wiederum könnte einen Mond durch eine Reihe kombinierter Effekte überstrahlen , die dieses Verhältnis verringern:

1. Die Atmosphäre könnte mehr vom Licht des Sterns streuen und den Himmel heller machen. Ich weiß nicht, welche Gase/Dicke/Dichte Sie benötigen würden, noch die maximale Helligkeit, die Sie erreichen könnten, aber eine absolute Grenze liegt bei 50 % über unseren 6 %, wenn man bedenkt, dass die Hälfte des Lichts in den Raum gestreut wird (als Referenz,$\frac{50\%}{6\%}=8.67$, oder ungefähr$2.3$Größenordnungen, aber Sie könnten die Sonne nicht sehen, da die Atmosphäre ihr gesamtes Licht streuen müsste). Wenn es möglich ist, 25 % zu erreichen, gleichen sich die Helligkeit von Mond und Himmel an, wodurch erstere die meiste Zeit (fast) unsichtbar wird.
2. Der Mond könnte einen Farbton haben, der dem des Himmels ähnlicher ist (dh er könnte blauer sein ), was den Kontrast zwischen beiden verringert.
3. Der Mond könnte so hell sein wie die Erde, jedoch schwächer in Bezug auf die Oberflächenhelligkeit. Als Referenz: Ein doppelt so breiter Mond (sei es größer oder näher) würde viermal so viel Fläche bedecken, er würde viermal weniger Oberflächenhelligkeit benötigen, um die gleiche scheinbare Helligkeit zu erreichen. Jetzt ist der Mond bereits dunkel (mit einer Albedo = 13,6 %), aber Sie können 1/4 davon erreichen , wobei einige Objekte im Sonnensystem noch dunkler sind . Dieser Mond müsste auch weniger dicht sein, damit er die Rotation und die Gezeiten des Planeten nicht durcheinander bringt.

Mein Rat, um es realistisch zu halten und gleichzeitig sicherzustellen, dass Ihr Mond den ganzen Tag von Ihrem Himmel überstrahlt wird, ist, eine Kombination dieser Effekte zu verwenden: zum Beispiel eine zwei- bis dreimal hellere Atmosphäre, ein Mond, der fast dem Ton des Himmels entspricht , 70 % breiter und ein Drittel so hell .

Die Mondoberfläche kann Licht je nach Einfallswinkel unterschiedlich reflektieren.

Stellen Sie sich vor, der Mond (mit genau demselben Zyklus und Rhythmus) reflektiert Licht nur dann, wenn Lichtstrahlen einen Winkel größer als bilden$\frac{\pi}{4}$Rad ($45$°) mit der Mondoberfläche. Dies kann passieren, wenn eine dünne Glasschicht darüber liegt: Licht würde "eingefangen".

Wenn der Mond unter dem Horizont steht, wird etwas Licht zur Erde reflektiert, während tagsüber vom Planeten nichts zu sehen ist.

Sie können noch einen weiteren Effekt erzielen: Licht wird je nach Wellenlänge unterschiedlich reflektiert. Es hätte zwei Nebeneffekte: spezielle Menschen (mit speziellen Zapfen in den Augen) könnten tagsüber den Mond sehen und wenn der Mond nachts weiß erscheint, würde er auf bunte Weise auf- und wieder verschwinden (weiß zu gelb, orange und rot oder weiß bis violett durch Blautöne) in der Dämmerung.

Die einfachste Lösung: Ihr Planet ist ständig in Wolken gehüllt. Der Mond wird Licht spenden, aber die Wolken werden es streuen, sodass die Bewohner es nicht als Punktquelle erkennen.