Коли ви дивитеся на нічне небо, ви, ймовірно, можете побачити мільярди зірок, що складають небесний небосхил. Одна з цікавих рис зірок, на відміну від планет та інших супутників, полягає в тому, що вони мерехтять. Тобто, здається, що вони світяться періодично. Багато людей дивуються, чому зірки мерехтять , а планети — ні.
З цієї причини ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам, чому зірки блимають і чому вони це роблять.
чому зірки мерехтять
Все поза атмосферою мерехтить (так, це включає сонце, місяць і планети нашої Сонячної системи). Цей ефект виникає, коли зоряне світло взаємодіє з повітряними масами. У нашому випадку ця повітряна маса – це атмосфера, яка сповнена турбулентності . Це призводить до постійного заломлення світла різними способами, так що з нашої точки зору на поверхні зоряне світло здається в одному місці, а через кілька мілісекунд здається, що воно трохи змінюється.
Чому ми не помічаємо мерехтіння планет, Сонця та Місяця? Це легко пояснити. Через нашу відстань від них (найближча зірка, Проксима Центавра, знаходиться трохи більше ніж за 4 світлові роки), ці зірки виглядають як просто світлові точки. Оскільки лише світлова точка досягає атмосфери, на неї може сильно впливати турбулентність повітря, і тому вона продовжуватиме мерехтіти. Окрім того, що вони розташовані ближче , планети виглядають як диски (хоча й неозброєним оком), що робить їхнє світло стабільнішим (тоді як Місяць і Сонце набагато більші, тому ефект непомітний).
Деякі зірки ніби змінюють колір
Деякими ночами, близько півночі, П'ятикратна зоря (одна з найяскравіших зірок, видимих на небі) знаходиться над горизонтом (у північно-північно-східному напрямку), але достатньо близько, щоб вона мерехтіла та зникала в широкому діапазоні кольорів (червоний, синій, зелений тощо). Це досить поширене явище, яке легко спостерігати у зірках поблизу горизонту, але також можна побачити і у інших зірок.
Пояснення таке ж, як і для мерехтіння, але додамо, що кількість повітря, через яке світло має пройти, щоб досягти нас, набагато більша, тому заломлення більш виражене , що також створює враження, ніби зірки постійно змінюють колір. Так само, хоча вони зазвичай не мерехтять, планети також можуть випромінювати це змінне світло, якщо вони знаходяться дуже близько до горизонту.
Як уникнути мерехтіння
Хоча мерехтіння зірок для нас не становить проблеми, для астрономів все може бути зовсім інакше. На Землі є багато обсерваторій, тому ми повинні усунути це спотворення, щоб побачити зірки . Для цього деякі з найсучасніших телескопів Землі використовують адаптивну оптику, обертаючи дзеркала телескопа багато разів на секунду, щоб компенсувати турбулентність в атмосфері. У певному сенсі це схоже на системи корекції, що використовуються під час спостереження за нічним небом.
Астрономи проектують лазер у небо, створюючи штучну зірку в полі зору телескопа. Тепер, коли вони знають, як має виглядати штучна зірка і якого вона має бути кольору, їм залишається лише відрегулювати спотворення дзеркала за допомогою поршня, щоб усунути вплив атмосферних спотворень. Це не так ефективно, як запуск телескопа в космос, але набагато дешевше і, здається, добре відповідає нашим потребам.
Інший варіант, як ви бачили, — запустити телескоп прямо у відкритий космос. Без проміжної атмосфери мерехтіння повністю зникає. Ймовірно, два найвідоміші космічні телескопи - Хаббл і Кеплер.
За розміром Хаббл набагато менший за телескопи, які ми маємо на Землі (насправді він приблизно в чверть менший за дзеркало телескопа у великій обсерваторії), але без впливу атмосферних спотворень він здатний робити зображення галактик, що знаходяться за мільярди світлових років від нас, — лише за кілька років. Вам просто потрібно дивитися в цьому напрямку достатньо довго, щоб отримати від нього світло.
Крім того, деякі телескопи мають невелике вторинне дзеркало, яке коригує цю атмосферну турбулентність, але це нечасто. Тобто процес відбувається так, як я вам казав, але викривлення відбувається не в головному дзеркалі, а в маленькому дзеркалі, яке є частиною інструменту, який ми використовуємо, щоб бачити.
Зірки змінюють інтенсивність
Ви, можливо, чули, що зірки мерехтять, тому що вони випромінюють різну кількість світла. Хоча це правда, зміна недостатньо помітна, щоб викликати мерехтіння на нічному небі, і вона відбувається протягом тривалішого періоду, а не лише кількох секунд. Насправді, деякі з цих зірок, як відомо, різняться за яскравістю та розміром, і ми використовуємо цю інформацію, щоб краще досліджувати Всесвіт. Простіше кажучи, зірки мерехтять, тому що атмосфера Землі спотворює їхнє світло, перш ніж воно досягне нас.
Оскільки вони так далеко, ми можемо бачити лише крихітні крапельки світла, тому виникає це спотворення, і чим ближче ви наближаєтеся до горизонту, тим виразнішим буде це спотворення. У випадку з планетами, незважаючи на те, що неозброєному оку вони здаються більшими, вони здаються нам маленькими дисками світла, і в атмосферу потрапляє достатньо світла, щоб викривлення світла, викликане атмосферою, було непомітним.
Чому зірки мерехтять: атмосфера
Світло, яке залишає зірку та поширюється далеко до Землі, ледь відхиляється. Воно рухається по прямій лінії. Коли йому доводиться проходити крізь атмосферу, його шлях змінюється. Хоча атмосфера прозора, вона не є шаром однорідної щільності. Частини, ближчі до поверхні, щільніші за верхні шари. Крім того, протягом дня піднімається тепле повітря, яке менш щільне, ніж холодне. Все це призводить до того, що атмосфера стає турбулентним газом. Ми наголошуємо, навіть якщо вона прозора.
Коли зоряне світло має досягти нас, воно має пройти крізь атмосферу. Воно трохи відхиляється щоразу, коли зустрічається з шарами повітря різної щільності. Воно заломлюється, коли переходить з одного середовища однієї щільності в інше. І так далі, безперервно. Оскільки повітря постійно рухається, ми сприймаємо крихітний танець зірок як також постійний, створюючи враження, що вони мерехтять. Ці невеликі відхилення також можуть призвести до зміни їхнього кольору, як це робить сонце, коли воно заходить за горизонт.
Сподіваюся, ця інформація допоможе вам дізнатися більше про те, чому зірки мерехтять, а планети – ні.
