Good morning, Mars

Digital work

A Martian day lasts almost identical to that of a day on Earth: 24.5 hours. The sun rises from the east and sets in the west, as on our planet. But there is a big difference: on Mars the sunrises and sunsets are blue.
On Earth the molecules of the gases in the atmosphere scatter the blue light, this phenomenon is called Rayleigh Scattering. At sunrise and sunset direct sunlight crosses the maximum atmospheric thickness and reaches us so impoverished in short wavelengths that we see the solar disk and the nearby sky red or orange. But most of our sky stays blue all day long.
On Mars things are a little different. Its atmosphere has only 1% of the Earth's atmosphere density and the amount of Rayleigh scattering is much less. The daytime sky of Mars would be rather black, like that on the Moon. But Martian dust forms an aerosol that disperses long wavelengths by Mie scattering, because dust particles are much larger than gas molecules, and absorbs blue light. This is why the Martian sky during most of the day is yellowish or reddish brown. Part of the blue light is also scattered, but at very slight angles. Therefore the blue light is deflected less than longer wavelengths.  At sunrise and sunset, when the Sun is seen through the maximum thickness of the dusty Martian atmosphere, the amount of Mie scattering is amplified and this gives Mars a brief blue moment, a beautiful aureole of scattered blue light surrounding the solar disk.


Buenos días, Marte. Obra digital. 
Un día marciano tiene una duración casi idéntica a la de un día en la Tierra: 24,5 horas. El sol sale por el este y se pone por el oeste, como en nuestro planeta. Pero hay una gran diferencia: en Marte los amaneceres y atardeceres son azules.
En la Tierra las moléculas de los gases de la atmósfera dispersan la luz azul, fenómeno denominado Dispersión de Rayleigh. En los amaneceres y atardeceres la luz solar directa atraviesa el máximo grosor atmosférico y llega hasta nosotros tan empobrecida en longitudes de onda corta que vemos el disco solar y el cielo próximo de color rojo o anaranjado. Pero la mayor parte de nuestro cielo se mantiene azul durante todo el día.
En Marte las cosas son un poco distintas. Su atmósfera tiene sólo el 1% de la densidad de la atmósfera terrestre y el efecto debido a la dispersión de Rayleigh es mucho menor. El cielo diurno de Marte bien podría ser negro como el de la Luna. Pero el polvo marciano en suspensión, que se encuentra en grandes cantidades formando un aerosol, dispersa las longitudes de onda larga siguiendo el modelo de la Difusión de Mie, al tener las partículas de polvo un tamaño mucho mayor que las moléculas de los gases, y a su vez absorbe la luz azul. Este es el motivo por el que el cielo de Marte es marrón rojizo o amarillento durante la mayor parte del día. Parte de la luz azul es dispersada también, pero en un ángulo muy pequeño, lo que hace que sea desviada mucho menos del haz de luz incidente.  En el amanecer y el atardecer, cuando el Sol es visto a través del máximo grosor de la polvorienta atmósfera marciana,  el efecto de la difusión de Mie se ve amplificado y esto regala a Marte un breve momento azul, una hermosa aureola de luz azul dispersada alrededor del disco solar.

Ocean Planet

Digital work

An ocean planet not only has its entire surface covered by water; much of its mass and volume is water. Our planet, Earth, has 71% of its surface covered by oceans. But water represents only 0.05% of the planetary mass. We live on a rocky planet with a thin ocean that has a maximum depth of just over 10 kilometers. On an ocean planet the depths are abysmal, hundreds or even thousands of kilometers. At the bottom the water is so compressed that it solidifies and crystallizes, forming exotic species of ice, such as ice VII.
In this artwork we can see an ocean planet with a large extrasolar moon. The atmosphere is dense and saturated with water vapor and there is a persistent mist on the surface of the sea. All this causes an important greenhouse effect.

Planeta Océano. Obra digital.
Un planeta océano no sólo tiene toda su superficie cubierta por agua. Además, gran parte de su masa y su volumen es agua. Nuestro planeta, la Tierra, tiene el 71 % de su superficie cubierta por océanos. Pero el agua representa tan sólo el 0,05% de la masa planetaria. Vivimos en un planeta rocoso con un delgado océano que tiene una profundidad máxima de poco más de 10 kilómetros. En un planeta océano las profundidades son abismales, de cientos o incluso miles de kilómetros. En el fondo el agua está tan comprimida que se solidifica y cristaliza, formándose especies exóticas de hielo, como el hielo VII.
En la ilustración vemos un planeta océano con una gran luna extrasolar. La atmósfera es densa y saturada de vapor de agua y hay una niebla persistente sobre la superficie del mar. Todo ello provoca un importante efecto invernadero.

Saturn Blues

Digital work

In 2005 the Cassini spacecraft confirmed what we already assumed: Saturn's sky above its thick clouds is blue. As blue as Earth's sky. Rayleigh scattering occurs when light passes through a transparent medium consisting of particles whose size is much smaller than the wavelength of the scattered photons. The amount of scattering is inversely proportional to the wavelength of the light, so it affects mainly the short wavelengths: The blue light is much more scattered than the yellow light or the red light. The atmosphere of Saturn is made up of hydrogen, while on Earth it is nitrogen and oxygen. But the physical principle occurs equally in both cases. Other places in the Solar System with blue skies are Jupiter, Uranus, Neptune, Titan (above the layer of hydrocarbon haze) and Pluto. Surely the Universe is full of billions of worlds with blue skies ...

Blues de Saturno. Obra digital.

En 2005 la nave Cassini confirmó lo que ya suponíamos: El cielo de Saturno por encima de sus gruesas nubes es azul. Tan azul como el cielo de la Tierra. La dispersión de Rayleigh se produce cuando la luz atraviesa un medio transparente constituido por partículas cuyo tamaño es muy inferior a la longitud de onda de los fotones dispersados. El grado de dispersión o esparcimiento es inversamente proporcional a la longitud de la onda lumínica, por lo que afecta mayoritariamente a las longitudes de onda corta: La luz azul es dispersada mucho más que la luz amarilla o la roja. La atmósfera de Saturno está constituida por hidrógeno, mientras que en la Tierra es nitrógeno y oxígeno. Pero el principio físico se produce de igual modo en ambos casos. Otros lugares del Sistema Solar con cielos azules son Júpiter, Urano, Neptuno, Titán (por encima de la capa de neblina de hidrocarburos) y Plutón. Seguramente el Universo está lleno de miles de millones de mundos con cielos azules...