Почему звезды мерцают?
Глядя в ночное небо, вы, возможно, замечали, что звезды мерцают, но другие небесные тела светят ровным светом. С чем это связано и как это влияет на астрономические наблюдения? Давайте разберемся.
Содержание
Почему кажется, что звезды мерцают?
На самом деле, звезды не мерцают; нам кажется, что они мигают, когда мы смотрим на них с Земли. От космоса нас отделяет атмосферный слой – воздух вокруг нас и над нами. На первый взгляд он кажется прозрачным и стабильным, но на самом деле он подвижен и скорее напоминает волнистое стекло. Через него мы и смотрим на ночное небо, поэтому изменения в атмосфере влияют на наше восприятие. Есть три фактора, благодаря которым мы видим мерцающие звезды.
Турбулентность
Воздух не статичен: он хаотично движется под воздействием различных сил. К примеру, когда Солнце нагревает поверхность Земли, теплый воздух поднимается и смешивается с более холодным. Также воздушные массы сталкиваются с горами, разбиваясь на множество отдельных закрученных потоков. Все это вызывает турбулентность – завихрения в атмосфере. Благодаря этому эффекту свет, излучаемый и отражаемый космическими объектами, проникает через неоднородный слой воздуха.
Сцинтилляция
Атмосфера выступает в качестве линзы. Поскольку эта “линза” колеблется, звездный свет, проходящий через нее, преломляется множество раз под разными углами. В результате мы получаем искаженное изображение звезды. Невооруженный глаз воспринимает эти искажения как мерцание. Астрономы называют этот эффект звездной сцинтилляцией. Этим термином описывают изменения в видимом блеске и цвете звезды, вызванные колебаниями в атмосфере. Кстати, сцинтилляция может мешать астрономическим наблюдениям: звезда, которая невооруженному глазу кажется мигающей, может казаться подпрыгивающей в объективе телескопа. Очень неудобно наблюдать за звездой, которая скачет туда-сюда. Поэтому астрономы ищут способы снизить влияние сцинтилляции.
Климат
В местах с влажным климатом можно увидеть больше мерцающих звезд. Из-за влажности воздух становится плотнее, а значит, сильнее колеблется. Чтобы получить более четкое изображение, астрономы предпочитают проводить наблюдения в сухую погоду, на возвышенностях, где воздух разреженный и спокойный. Такие условия обеспечивают хорошую видимость: чем меньше воздуха между телескопом и звездой, тем лучше. Плотный и нестабильный влажный воздух, напротив, ведет к плохой видимости. Лучший способ получить картинку без искажений — наблюдать за звездами прямо из космоса, за пределами земной атмосферы: там небесные тела вообще не мигают. Для этого нам и нужны космические телескопы, такие как Хаббл и Джеймс Уэбб.
Почему планеты не мигают?
Как правило, планеты светят более ровным светом, потому что они находятся ближе к Земле. Если посмотреть на небо через телескоп, звезды все равно будут казаться маленькими точками, а вот планеты будут похожи на небольшие диски. Луч солнечного света, который они отражают, больше, а потому не так сильно преломляется в атмосфере, как свет далеких звезд. Однако планеты, висящие низко над горизонтом, все же могут казаться мерцающими, поскольку свету приходится проходить через большее количество воздуха.
Часто задаваемые вопросы
Почему звезды мерцают сильнее у горизонта?
Атмосфера неоднородна: чем меньше высота, тем выше ее плотность. Из-за этого возникает оптический эффект, известный как атмосферная (или астрономическая) рефракция. Когда звезда находится низко над горизонтом, нам кажется, что она мерцает сильнее, потому что ее свет проходит через более плотный слой воздуха.
Почему звезды мерцают разными цветами?
Нам кажется, что звезды мерцают красным и синим, из-за сцинтилляции — искажения звездного света, вызванного неровностями в атмосфере. Воздух не статичен; он движется и завихряется, преломляя световые волны разной длины. В результате кажется, что звезды меняют цвет.
Почему не бывает зеленых и фиолетовых звезд?
На самом деле звезды излучают волны разной длины, представляющие разные части цветового спектра, включая зеленый и фиолетовый. Все дело в том, что человеческий глаз их не распознает. Зеленые звезды кажутся нам белыми, а фиолетовые звезды – голубыми.
Почему Солнце не мерцает, как остальные звезды?
Солнце находится ближе к Земле, чем остальные звезды. Поэтому оно выглядит как огромный сияющий шар, а не как маленькая точка. Луч солнечного света достаточно большой, чтобы пройти через атмосферу без преломления.
Можно ли по мерцанию отличить звезду от планеты?
Многие считают, что если небесное тело мерцает, то это звезда, а если светит ровным светом – то это спутник или планета. Однако эффект мерцания зависит не от типа космического объекта, а от условий наблюдения и колебаний воздуха. Планеты тоже могут мерцать, когда находятся низко над горизонтом. Чтобы наверняка определить, что вы видите – звезду или планету – используйте Sky Tonight: наведите устройство на нужный объект, и приложение сообщит вам его название.
Подведем итог: звезды кажутся мерцающими, поскольку мы наблюдаем их через слой атмосферы. Его колебания вызывают множественные преломления света, которые с Земли выглядят как мерцание. Солнце и планеты светят ровнее, потому что они ближе к Земле, и их свет меньше искажается атмосферой.
