Почему не видно звезд при некоторых условиях
Часто случается, что нам, земным жителям не видно звезд, окружающих нашу планету. Действительно, не всегда и не везде мы можем их наблюдать. И даже, когда видим эти прекрасные светящиеся газовые тела, то не все, а лишь малую их часть. Ведь наша Вселенная, ох как богата на них.
Звездное небо
Почему днём не видно звезд
Конечно, на это влияет несколько факторов, точнее целая совокупность:
- В отличие от других небесных тел звёзды излучают собственный свет, а не отражают его.
- Атмосфера Земли преломляет и рассеивает солнечные лучи. А они, в свою очередь, не пропускают иной свет.
- На лучевой цвет влияет длина волны. Например, голубой, синий и фиолетовый цвета характерны для коротких волн. А вот длинные обладают красными оттенками. Собственно говоря, поэтому днём мы видим синее небо, а к вечеру красное (во время заката).
- Разные цвета и оттенки небесной сферы, земной атмосферы не позволяют свету звёзд достигнуть поверхности планеты. К тому же, днём лучи Солнца, рассеиваемые атмосферой, перекрывают остальное звёздное свечение.
- Все светила, кроме Солнца, удалены от Земли на большое расстояние. Из-за чего, как вы понимаете, мы не можем их увидеть днём, когда создаётся много препятствий
Это основные причины, почему звезды бывают видны лишь в темноте.
Преломление света в атмосфере
Как известно, Солнце не просто яркое светило. Это ближайшая к нам и, вообще, единственная звезда Солнечной системы. Благодаря ему существует жизнь на Земле. А также Солнце оказывает влияние практически на все процессы, происходящие вокруг нас. В том числе в космическом пространстве, особенно в нашей звёздной системе. сноска
Давно хотели создать собственный сайт или разработать приложение, но не знали с чего начать? Вам помогут курсы программирования онлайн.
Почему зимой звезды лучше видны
На самом деле, для земного наблюдателя в разное время года ночной небосвод разный. Это связано с движением Солнца и вращением нашей планеты вокруг него.
Поскольку во время их перемещения дистанция, то есть удалённость, между Землей и главным светилом то уменьшается, то увеличивается. Причем ближе всего они находятся именно в январе. В это время большая часть солнечного света попадает на южную часть планеты, где наступает лето. И наоборот, в северной части царствует зима. В этой области лето и тепло приходят тогда, когда Земля максимально отдаляется от Солнца (в июле). Таким образом происходит смена времён года и сезонов.
В результате того, что в зимние месяцы расстояние между планетой и Солнцем наибольшее, ночью небо темнее, чем в остальное время. Благодаря чему, на нём можно легче и больше увидеть объектов ночного небосвода.
Что важно понимать, на видимость космических объектов влияет не время года, а цвет неба. А вот на его цвет оказывает влияние время года, точнее расстояние до Солнца.
Зимнее ночное небо
Почему в городе не видно звезд
По правде говоря, городским жителям видно лишь небольшое количество ярких звезд. Как правило, можно разглядеть лишь самые ярчайшие светила.
Во-первых, уже отмечалось, что большая удалённость звёздных тел уменьшает их видимую яркость. Во-вторых, в дневное время Солнце своим светом не позволяет разглядеть другие астрономические объекты (за небольшим исключением).
Вдобавок, в населённых пунктах отмечается так называемое световое загрязнение. Проще говоря, из-за искусственного освещения, созданного человеческой цивилизацией, невозможно что-либо рассмотреть и на небе не видно звезд. Например, фонари, рекламные вывески, различные прожекторы и т.д.
Городское ночное небо
Световое загрязнение — это засвечивание неба ночью искусственными источниками света. Их свет рассеивается в нижних атмосферных слоях и сводит видимость астрономических объектов к минимуму.
Почему на снимках МКС не видно звезд
На удивление, на снимках Международной космической станции и вправду отсутствуют светила. Хотя с помощью этой орбитальной станции было исследовано очень много астрономических объектов. Почему же с МКС не видно звезд?
Как оказалось, солнечная яркость делает невозможным наблюдения за светящимися небесными телами. Именно разница в уровне видимой яркости (которая, в свою очередь, зависит от расстояния) Солнца и других, даже самых ярких звёзд, влияет на отсутствие видимости. Причем не только для наблюдений с поверхности Земли, но и из космоса. То есть, если смотреть, например с космических аппаратов, то солнечный свет засвечивает всё остальное.
Между прочим, на снимках, сделанных на Луне, также не видно звезд.
Станция МКС
Единственная звезда, которую не видно на ночном небе
Многие и часто, к удивлению, задают подобный вопрос. На самом деле, он больше логический. Как вы понимаете, в определённых условиях вообще сложно увидеть светила. Лучше всего наблюдать за ними ночью. А какая наша главная звезда скрывается от нас в ночное время? Разумеется, единственное и неповторимое, наше родное Солнце.
Конечно, многие звезды хорошо видно в телескоп в любое время суток. Однако, лучше всего наблюдать за ними после захода Солнца.
Ведь темнота отрывает много всего интересного и прекрасного!
Сейчас вы узнали, откуда, где и когда лучше всего видно звезды. Надеюсь, это пригодится вам в ваших наблюдениях!
Источник
Можно ли увидеть звёзды днём?
Существует старое и довольно распространенное убеждение, что днем из глубокого колодца можно увидеть звезды. Время от времени это утверждают вполне авторитетные авторы. Более двух тысячелетий назад древнегреческий философ Аристотель писал, что звезды могут быть видны днем из глубокой пещеры. Позже римский ученый Плиний повторил то же самое, заменив пещеру колодцем.
Немало писателей упоминало об этом в своих произведениях: помните, у Киплинга — «звезды видны в полдень со дна глубокого ущелья». А Роберт Болл в своей книге «Star-Land» (Бостон, 1889 г.) дает подробные рекомендации, как наблюдать днем звезды со дна высокой печной трубы, объясняя эту возможность тем, что в темной печной трубе зрение человека становится более острым.
Видны ли звезды днём?
Знаменитый немецкий естествоиспытатель и путешественник Александр Гумбольдт, пытаясь увидеть звезды днем, спускался в глубокие шахты Сибири и Америки, но безрезультатно. В наши дни тоже есть беспокойные головы. Например, журналист газеты «Комсомольская правда» Леонид Репин в номере от 24 мая 1978 года писал:
«Говорят, что и среди бела дня можно увидеть звезды на небе, если спуститься в глубокий колодец. Однажды я решил проверить, правда ли это, спустился в шестидесятиметровый колодец, а звезд так и не смог разглядеть. Только маленький квадратик ослепительно синего неба».
Вот еще одно свидетельство. Опытный любитель астрономии из города Спрингфилд (штат Массачусетс, США) Ричард Сандерсон так описывает свои наблюдения в журнале Skeptical Inquirer:
«Как-то лет двадцать назад, когда я работал практикантом в планетарии спрингфилдского Музея науки, мы с коллегами стали спорить об этом древнем поверии. Наш спор услышал директор музея Франк Коркош и предложил разрешить его экспериментально. Он отвел нас в подвал музея, где начиналась высокая и узкая печная труба. В ней была маленькая дверца, в которую мы смогли просунуть свои головы. Я помню чувство возбуждения от перспективы среди бела дня увидеть ночные светила.
Посмотрев вдоль дымохода наверх, я увидел сияющий кружок голубого неба на фоне непроницаемой черноты печного нутра. От окружающей темноты зрачки моих глаз расширились, и клочок неба заблестел еще ярче. Я сразу понял, что с помощью этого „прибора“ мне не удастся увидеть звезды днем. Когда мы выбрались из музейного подвала, директор Коркош заметил, что только одну звезду можно наблюдать днем в хорошую погоду: это — Солнце».
Итак, свидетели утверждают, что звезды днем из глубокого колодца, равно как и из высокой трубы, не видны. Однако не будем торопиться с выводами: сквозь некоторые трубы увидеть днем звезды все-таки можно. В данном случае речь идет об астрономических трубах — телескопах.
Почему звёзды не видно днём?
В чем же тут дело? Почему «труба с линзами» позволяет видеть звезды днем, а простая труба — нет?
Прежде всего, давайте подумаем, почему звезды днем не видны? Ответ довольно очевиден: просто потому, что от рассеянного атмосферой солнечного света дневное небо яркое. Если по какой-то причине этот фон ослабнет, например, произойдет полное солнечное затмение, то яркие звезды и планеты будут прекрасно видны днем.
Также хорошо они видны в открытом космическом пространстве или с поверхности Луны, где небо абсолютно черное, и никакого светового фона нет. Почему же рассеянный в земной атмосфере солнечный свет скрывает от нас звезды? Ведь их собственный свет при этом не ослабевает.
Наше зрение
Чтобы понять это, нужно представить себе механизм нашего зрения. Как известно, главная линза, зрачок, создает изображение на задней стенке поверхности глаза, покрытой светочувствительным слоем — сетчаткой, которая состоит из большого числа элементарных приемников света — колбочек и палочек. Они по-разному чувствительны к свету, но для нас это сейчас не важно, и поэтому для простоты будем все их называть колбочками. Важно же то, что каждая колбочка передает в мозг информацию о потоке падающего на нее света, а мозг синтезирует из этих отдельных сообщений (сигналов) цельную картину увиденного.
Глаз — очень сложный приемник информации, и в некотором роде он подобен «умному» электронному устройству, например, радиоприемнику. У него есть система автоматической регулировки усиления, которая снижает чувствительность глаза при ярком свете и повышает ее в темноте.
Есть у него и система шумоподавления, которая сглаживает случайные колебания светового потока, как по времени, так и по поверхности сетчатки. Эта система имеет определенные пороговые характеристики, поэтому глаз не замечает быстрых изменений изображения (принцип кино) и малых флуктуаций яркости.
Когда мы наблюдаем звезду ночью, поток света от нее на одну колбочку хоть и мал, но существенно превосходит поток от темного неба, падающий на соседние колбочки. Поэтому мозг фиксирует это как значимый сигнал. Но днем на колбочки падает так много света от неба, что небольшая добавка в виде света звезды, приходящаяся на один из этих элементов, не ощущается и «списывается» на флуктуации.
Простой эксперимент
Довольно легко убедиться, что именно яркий фон неба скрывает от нас звезды. Вот какой эксперимент по этому поводу советует провести Яков Перельман в своей «Занимательной астрономии» («Гостехиздат», 1949 г., стр. 155):
«Несложный опыт может наглядно прояснить исчезновение звезд при дневном небе. Для его проведения в боковой стенке картонного ящика пробивают несколько дырочек, расположенных наподобие какого-нибудь созвездия, а снаружи наклеивают лист белой бумаги. Ящик помещают в темную комнату и освещают изнутри: на пробитой стенке явственно выступают тогда освещенные изнутри дырочки — это звезды на ночном небе. Но стоит только, не прекращая освещения изнутри, зажечь в комнате достаточно яркую лампу — и искусственные звезды на листке бумаги бесследно исчезают: это „дневной свет“ гасит звезды».
Звезда может стать видимой на фоне дневного неба только в том случае, если поток света от нее будет сравним с потоком от площадки неба, которую зрачок проецирует на одну колбочку. Замечу, что угловой размер этой площадки называется разрешающей способностью человеческого глаза и составляет около 1 угловой минуты.
Какую звезду можно увидеть днём?
Из всех звездообразных объектов лишь Венера иногда видна на дневном небе. Увидеть ее непросто: небо должно быть идеально чистым, и нужно приблизительно знать, в каком месте на небе в данный момент она находится.
Все остальные планеты и звезды имеют блеск значительно слабее, чем у Венеры, поэтому найти их без телескопа днем совершенно невозможно. Впрочем, некоторые астрономы утверждают, что при идеальных условиях им удавалось днем наблюдать Юпитер, который в несколько раз слабее Венеры. Но вот ярчайшую звезду нашего небосвода Сириус пока еще никому не удавалось наблюдать днем с уровня моря. Правда, говорят, что ее видели высоко в горах, на фоне темно-фиолетового неба.
Как работает телескоп
Что же делает телескоп, позволяя нам без труда наблюдать днем ночные светила? Очевидно, объектив телескопа собирает значительно больше света, чем зрачок глаза. Но в этом смысле изображения звезды и неба равноценны — при наблюдении в телескоп поток света от них в глаз увеличивается в одинаковое число раз, приблизительно равное отношению площади объектива к площади зрачка.
В данном случае гораздо важнее другое — телескоп улучшает разрешающую способность глаза: ведь он увеличивает угловой размер наблюдаемых объектов. При этом та площадка, что при наблюдениях невооруженным глазом проецируется на одну колбочку, в телескоп проецируется сразу на несколько колбочек, и значит на каждую из них приходится пропорционально меньше света (например, если телескоп увеличивает угловой диаметр объектов в, А раз, то наблюдаемая яркость неба уменьшается в А*2 раз). Однако звезда имеет очень малый угловой размер, и ее свет по-прежнему попадает на одну колбочку. Таким образом, свет звезды уже кажется «солидным» на фоне уменьшенной яркости неба. И она становится заметной.
Что же получается: купи телескоп с большим увеличением и можешь рассматривать днем самые слабые звезды? Нет, это не так.
Земная атмосфера неоднородна, поэтому изображение звезды размывается и имеет вполне определенный угловой размер, хотя и очень малый. Ночью, при хорошей погоде, высоко в горах он составляет около 1 угловой секунды. А днем на уровне моря — не менее 2–3 угловых секунд.
Поэтому максимальное увеличение, которое мы можем использовать, будет определяться таким образом, чтобы звезда по-прежнему оставалась точечным источником. Оно равно примерно 30–60 крат. В более сильном увеличении смысла нет: изображение звезды будет проецироваться сразу на несколько колбочек, и станет ослабевать так же, как и яркость неба.
Давайте оценим, насколько слабые звезды становятся видны днем при помощи телескопа.
В ясную погоду дневное небо имеет яркость примерно -5m на квадратную минуту дуги, то есть приблизительно на одну колбочку. Блеск Венеры около -4m. Поэтому будем считать, что звезда становится видна, если ее блеск не более чем на одну звездную величину меньше поверхностной яркости неба с квадратной минуты.
Используя телескоп с увеличением, скажем, 45 крат, мы добьемся уменьшения яркости фона неба по сравнению с яркостью звезды в 452 (примерно в 2000 раз), то есть примерно на 8m. Значит, в поле зрения телескопа яркость неба снизится до +3m с квадратной минуты и тем самым нам станут доступны звезды до +4m. Опыт астрономических наблюдений показывает, что это действительно так.
Так видно ли звёзды из колодца?
С телескопом мы разобрались, теперь вернемся к колодцу. Может ли колодец уменьшить яркость неба для находящегося внутри него наблюдателя так, чтобы из него можно было увидеть звезды? В принципе, чисто геометрически, может, перекрыв все поле зрения за исключением маленькой области, поток света от которой будет сравним с потоком света от звезды.
Находящемуся на дне колодца наблюдателю отверстие должно быть видно под углом менее одной минуты. При диаметре колодца в 1м. его глубина должна быть более 1/sin1’=3.4 км!
При этом отверстие колодца наблюдателю будет видно лишь как светлая точка, яркость которой увеличится лишь на мгновение, если какая-либо звезда пройдет точно через зенит.При всем желании трудно считать данную процедуру «наблюдением звездного неба».
Высокая труба также может быть использована при наблюдениях звездного неба днем. Ведь она создает воздушный канал, в котором практически нет рассеянного солнечного света. И если эта труба пройдет через всю толщу атмосферы, то сквозь нее мы в любое время суток сможем увидеть звезды! Однако стоит учесть, что практически вся масса воздуха заключена в приземном слое атмосферы толщиной около 20 км. Длинная же должна быть труба!
Таким образом, поверье о наблюдении звезд днем из глубокого колодца, как, впрочем, и из высокой трубы, оказалось мифом. Однако откуда он взялся? Об этом можно лишь догадываться. Возможно, находясь на дне колодца или шахты, кто-то действительно заметил проходящую по небу Венеру. Но это очень маловероятно и в принципе возможно лишь в тропических странах, где Венера бывает видна в зените. Более правдоподобно, что, опустившись в колодец или глубокую пещеру, люди замечали на фоне темных стен освещенные Солнцем пылинки. Возможно, их и принимали за звезды.
Источник