Почему звезды мерцают?
Теперь, когда наступила зима и солнце заходит намного раньше, вы можете начать замечать предметы в ночном небе, которых раньше не видели. Может быть шоком видеть яркие мигающие огни в небе, чуть выше горизонта, похожие на НЛО!
Но на самом деле, это всего лишь яркие звезды, или, может быть, планета вроде Венеры, сияющая так ярко, что Вы можете видеть их невооруженным глазом. Итак, если мигающие огни не от НЛО, пытающегося общаться, то что же вызывает «мерцание» света?
Тогда вы замечаете, что есть и другие яркие звезды прямо над головой (в зените). Но их свет мигает не так сильно, как яркие звезды, расположенные низко на небе вдоль горизонта. Почему? Почему звезды мерцают больше в зависимости от их угла от горизонта?
Ответ прост! Воздух, который заставляет вас дышать и оставаться живым на Земле, также мешает вашему глазу и звездам. Когда свет распространяется из космоса в нашу атмосферу, он сталкивается с карманами воздуха, которые имеют разную температуру и, следовательно, разную плотность.
Более плотный и холодный воздух замедляет свет, заставляя его путь преломляться или изгибаться вместо того, чтобы оставаться прямым. Эти случайные изменения пути света вызывают изменение яркости и положения звезды на небе. Техническим термином, обозначающим этот эффект мерцания звездного света, является сцинтилляция.
Чем больше света проходит через воздух, тем более турбулентным становится полет, а значит, и более мерцающим свет. Свет от объектов прямо над головой (в Зените) проходит через меньшее количество воздуха по сравнению со звездами у горизонта, поэтому они мерцают меньше!
Затем вы замечаете, что Венера мерцает меньше, чем ближайшая яркая звезда низко на горизонте… Почему? Свет от звезды исходит с такого большого расстояния (скажем, на десятки световых лет), что ведет себя как точечный свет (точечный источник). Поскольку Венера намного ближе к Земле, чем звезда (около 6 световых минут), ее свет больше похож на крошечный диск, чем на точку. Более крупный объект в небе с большим количеством лучей света, попадающих на ваш глаз, усредняет изменения яркости и положения. Поэтому они выглядят менее искаженными по сравнению со звездой, которая представляет собой всего лишь один луч света, преломляемый воздухом.
То, где вы находитесь, также влияет на уровень турбулентности, с которой вы сталкиваетесь. Почему? Есть несколько преимуществ размещения больших телескопов и обсерваторий на вершинах гор, одним из которых является меньшая турбулентность! Чем выше ваша высота, тем меньше атмосферы между вашим прибором и звездами.
Но если вы хотите получить лучшее изображение звездного объекта, то поместите свой телескоп в КОСМОС! Есть несколько телескопов космического базирования, таких как телескоп Хаббл и телескоп Джеймса Уэбба (запуск которого запланирован на 2021 год), с помощью которых, находясь над атмосферой, можно получать звездные снимки высокого разрешения, невозможные с Земли.
Источник
Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами?
Довольно часто звезды на небе заметно мерцают — вспыхивают, дрожат, быстро меняют яркость. Хотя мерцание звезд мешает проведению качественных астрономических наблюдений, благодаря этому явлению ночное небо кажется живым и близким.
Особенно заметно мерцание звезд в ветреные и морозные ночи, а летом сильное мерцание указывает на приближение сильного циклона. Зимой нередко звезды вдобавок переливаются разными цветами, подобно драгоценным камням на свету. Это относится прежде всего к звездам, находящимся невысоко над горизонтом. Так, ярчайшая звезда ночного неба, Сириус, мерцает и переливается разными цветами почти всегда, привлекая к себе повышенное внимание.
Даже самые красивые фотографии ночного неба не могут передать мерцание звезд. Фото: Руслан Мерзляков
В чем причина подобных явлений?
Мерцание и переливание звезд разными цветами — это не свойства, присущие самим звездам, а явления, порождаемые земной атмосферой. Воздушная оболочка нашей планеты неспокойна: массы воздуха находятся в постоянном движении — поднимаются и опускаются, сдвигаются в разные стороны. Кроме того, они имеют разную температуру и плотность в зависимости от высоты над поверхностью Земли, атмосферных течений и еще множества факторов. Как результат, в атмосфере образуются воздушные линзы и призмы, преломляющие и отклоняющие проходящий через них свет далеких небесных светил.
Но ведь это всего лишь воздух, можете возразить вы. Как он может играть роль призмы или линзы?
Свету все равно, что перед ним — твердый материал, воздух или жидкость. Свет неизбежно преломляется на границе двух сред, имеющих разную плотность. Чем больше разница в плотности, тем заметнее преломляется свет. Классические примеры — призма или стакан с водой. Ложка, стоящая в стакане, кажется надломленной из-за преломления света на границе воздуха и воды.
Так как воздушные массы в атмосфере имеют разную плотность в зависимости от высоты, течений, образующихся то тут то там ячеек Хэдли и других факторов, то они сами по себе способны играть роль таких призм и линз, пусть и довольно слабых. Когда свет звезды проходит через линзу, он приходит к нам усиленным, когда отклоняется — приходит ослабленным. Это быстрое колебание света мы и называем мерцанием.
Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами. Источник: Natskies Observatory
Что касается переливания звезд разными цветами, то и здесь причиной является циркуляция воздуха в атмосфере. На примере обычной призмы видно, что свет разной длины волны искривляется по-разному. То же происходит и со светом звезды, когда он проходит сквозь воздушные призмы. Но до нас доходит то один цвет, то другой, то третий. Если фотографировать такую дрожащую и мерцающую разными цветами звезду очень короткими экспозициями, то на фотографиях мы увидим буквально всю палитру цветов!
Звезды мерцают гораздо сильнее у горизонта, чем в зените, поскольку их свет проходит через большую толщу воздуха. Рисунок: Bob King / Большая Вселенная
Нам осталось лишь объяснить, почему звезды, расположенные низко над горизонтом, мерцают и переливаются разными цветами гораздо сильнее, чем звезды вблизи зенита. Объяснение на удивление просто: прежде чем дойти до наших глаз, свет от низко расположенных звезд проходит через бо́льшую толщу атмосферы! Соответственно, и искажается он гораздо сильнее.
А в космосе звезды тоже дрожат и мерцают? Конечно, нет! Летая по орбите вокруг Земли за пределами плотных слоев атмосферы, космонавты наблюдают ровный и спокойный свет звезд.
Источник
Завораживающее зрелище, или почему звезды мерцают?
Ночное звездное небо всегда вызывает особые чувства, зачастую все земные дела становятся неважными, и человек начинает себя чувствовать маленькой частичкой огромной Вселенной, частью чего-то большего, чем просто планета Земля.
А почему звезды мерцают? Наверное, многие задавали себе этот вопрос. Невероятно красивое зрелище, особенно после дождя, когда звезды переливаются всеми цветами радуги. Люди не всегда знают, что ответить на такой, казалось бы, детский вопрос.
Простой ответ на простой вопрос
Звездное мерцание вызвано непосредственно колебаниями воздуха. В связи с неоднородностью атмосферы Земли, воздушные массы движутся с неодинаковой скоростью, при этом образуются настоящие течения и потоки, различные по температурным свойствам, плотности и другим параметрам. Поэтому проходящий через атмосферу звездный свет может преломляться самыми разными способами. Вот и возникает подобие этого таинственного мерцания.
Мерцающая звезда
Мерцающая звезда на небе подобна огоньку большого города, если посмотреть на нее издалека. А если при этом воздух насыщен влагой, то свечение будет менять свою траекторию и преломляться, переливаясь при этом всеми цветами радуги. Ответ на вопрос о том, почему звезды мерцают, оказывается, так прост. Когда звезда начинает приближаться к линии горизонта, преломление происходит еще более интенсивно из-за толщи воздуха, тем самым делая мерцание более отчетливым.
Могут ли планеты мерцать?
Звезды отличаются от планет по огромному ряду физических характеристик, неудивительно, что и светят эти жители космоса по-разному. Даже в прекрасную ночь с множеством мерцающих звезд можно отчетливо различить свет, исходящий от планет Солнечной системы. Их свет можно охарактеризовать как ровный, постоянный. Подобно Луне или Солнцу, они не мерцают. Это можно увидеть даже без сверхточного микроскопа.
Почему так происходит? Если учитывать те факторы, что звезды свет, как и свет планеты, должен преломляться в слоях атмосферы, можно сделать вывод, что звезды мерцают точечно, планета делает то же самое, но за счет того, что таких точек у нее много, возникает иллюзия ровного света. Все дело в количестве.
Такие разные звезды
Если посмотреть на звезды невооруженным взглядом, то все они кажутся практически одинаковыми, разные только по яркости. Но это далеко не так, если присмотреться более внимательно, то можно различить звезды даже по цвету. Это касается самых больших и ярких звезд. Например, звезды Арктур и Альдебаран оранжевого цвета, а Бетельгейзе и Антарес – красные. Белыми называют Сириус и Вегу, белые с голубым оттенком — Спика и Регул. Есть даже желтые гиганты Капелла и Альфа Центавра.
Астрономы связывают цвет звезд с таким параметром, как температура. Относительно холодными считаются красные звезды с температурой поверхности до 4 тысяч градусов, самыми горячими называют бело-голубые, достигающие невероятной температуры в 10-30 тысяч градусов по Цельсию! Становится совершенно ясно, почему звезды мерцают, с такими температурными данными они способны на многое.
Почему звезды мерцают и мерцают ли вообще? Ответ на этот вопрос зависит от того, как на это посмотреть. Если этот процесс отождествлять с преломлением, то вполне его можно назвать мерцанием. Но, как известно, сами по себе звезды не светятся, просто такое впечатление складывается у зрителя, который наблюдает за этим интересным явлением с Земли. Если созерцать эту картину из космоса, то никакого мерцания не будет. По словам космонавтов, звезды светятся ярко, ровно, а подмигивают они только тем наблюдающим, что остались на Земле.
Источник
Мерцание звезд – почему это происходит
Самостоятельно звезды не сияют. Такое впечатление может создаваться у тех, кто наблюдает за этими небесными телами с земной поверхности после того, когда произойдет восприятие звездного света после прохождения им атмосферы. Это главное условие сияния. Если смотреть на далекую звезду из космического пространства, она не будет сиять. Космонавтам удалось понаблюдать за объектами с лунной поверхности, там отсутствует атмосфера, так вот, они увидели небосвод, усеянный звездами, их свет был равномерным и немерцающим. Однако на земной поверхности, которая покрыта толстым атмосферным покрывалом, с солнечными лучами происходит преломление в разных направлениях до того как они достигнут поверхности нашей планеты.
Причины мерцания
Свет земли обретает мерцание при переходе из атмосферного слоя высокой плотности в слой с маленькой плотностью. Причины? Воздушные массы не являются неподвижными. Они беспрерывно передвигаются относительно друг друга. Как правило, согретый воздух, устремляется вверх, в то время как холодный – вниз. Преломление воздухом света возникает по-разному и зависит от температуры. Если свет из слоя воздуха маленькой плотности проходит в слой большей плотности, происходит световое мерцание. Границы светил будут неясными, увеличивается размер этих небесных тел, изменяется их яркость. Явление, при котором происходит изменение интенсивности излучения, получило название – мерцание.
Не все звезды мерцают
Например, от планет происходит отражение солнечного света и они не сияют. Венера и Марс, смотрятся на небосводе, словно огромные яркие звезды, но отличие заключается в отсутствии их мерцания. Планеты, расположенные ближе к земной поверхности, воспринимаются людьми как небольшие диски, а не как маленькие точки. Отражение света происходит от различных областей дисков. Несмотря на точно такое же преломление, преломление происходит неравномерно. Одни участки диска отражают яркий свет, другие – наиболее тусклый. Спустя мгновенье происходит их смена. Благодаря тому, что в среднем интенсивность излучения со всей дисковой поверхности продолжает быть неизменной, диском будет отражен ровный немигающий свет.
Отличие планет от звезд
Причина скрывается в их излучении: звезды сияют, а планеты нет. Но при существенных волнениях земной атмосферы, к примеру, бури, могут замерцать и планеты.
Солнце также является звездой, находящейся ближе к земной поверхности, нежели звезды, которые можно увидеть в ночное время. Солнце – не точка на небосводе. Оно воспринимается людьми как огромный равномерно мерцающий диск. Если бы это светило было удалено от Земли на колоссально большое расстояние, оно бы стало затеряно среди других звезд и мерцало ничуть не хуже их.
Источник
Почему звезды мерцают? Описание, фото и видео
Сами по себе звезды не мерцают. Это впечатление создается у земного наблюдателя, когда он воспринимает свет звезды после того, как он прошел через атмосферу. Это непременное условие мерцания. Если наблюдать даже очень далекую звезду из космоса, она не будет мерцать.
Космонавты, наблюдавшие звезды с Луны, где нет атмосферы, видели небо, усеянное звездами, которые светили ровным немигающим светом. Но здесь, на Земле, покрытой толстым «одеялом» атмосферы, лучи света звезд, прежде чем достигнуть поверхности, многократно преломляются в различных направлениях.
Когда звезды начинают мерцать?
Свет от звезды становится мерцающим, когда он переходит из слоя атмосферы с высокой плотностью в слой с меньшей плотностью. Почему? Массы воздуха вокруг нас не стоят на месте. Они постоянно перемещаются относительно друг друга. Теплый воздух поднимается вверх, холодный — опускается вниз. Воздух преломляет свет по разному, в зависимости от температуры. При прохождении света из слоя воздуха меньшей плотности в слой большей плотности начинается мерцание света.
Схема – почему звезды мерцают?
При этом очертания звезд становятся расплывчатыми, их изображения увеличиваются. Интенсивность излучения звезд, то есть их яркость, меняется. То звезда видна очень хорошо, то она потускнела. А вот опять видна очень отчетливо. Эти изменения интенсивности света по научному называются «сцинтилляцией». Но мы будем называть это «мерцанием».
Не все звезды мерцают
Планеты, например, светятся отраженным солнечным светом и не мерцают. Венера и Марс выглядят на небе как большие яркие звезды, но отличаются от них тем, что не мерцают. Почему?
Планеты на небе
Планеты ближе к Земле, и мы воспринимаем их как маленькие диски, а не как крошечные точки. Свет отражается от разных участков дисков. Хотя он точно также преломляется, но преломляется неодинаково. От одних участков диска отражается яркий свет, от других — более тусклый. Через секунду они меняются местами. Средняя же интенсивность излучения со всей поверхности диска остается постоянной. Поэтому диск планеты светится ровным немигающим светом.
Как отличить звезду от планеты?
Планету можно отличить от звезды по характеру излучения: звезды мерцают, а планеты нет. Действительно, это не плохой способ отличить планету от звезды. Но если в земной атмосфере большие возбуждения, например ураган, то могут начать мерцать и планеты. Наше Солнце тоже звезда. Но оно находится намного ближе к Земле, чем те звезды, которые мы видим ночью. Солнце — это не точка на небе.
Как отличить звезду от планеты?
Мы воспринимаем Солнце как большой равномерно сияющий диск. Если бы Солнце удалилось от Земли на триллионы километров, оно бы затерялось среди многих других звезд и мерцало бы точно так же, как и они. Мерцание звезды очень красиво и может вдохновить поэта. Но для астронома это поистине «головная боль». Даже если небо очень ясное, в атмосфере происходят большие перемещения воздушных масс, так называемые возмущения, которые весьма затрудняют наблюдение и фотографирование звезд.
Лучшее время для астрономических наблюдений — ясные ночи и спокойная без возмущений атмосфера. Когда атмосфера над телескопом спокойная, астрономы ведут наблюдения при хорошей видимости и почти полном отсутствии мерцания. С развитием космической эры на орбиту были выведены мощные телескопы, в которые ученые наблюдают истинную картину космического безмолвия, рассматривают сияющие спокойным вечным светом звезды.
Почему звезды мерцают – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник