Яркая мерцающая звезда на небе

Яркая мерцающая звезда на небе

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.

Читайте также:  При выходе из спящего режима выключается компьютер

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.

Сириус в ночном небе

В это время года в северном полушарии можно увидеть созвездие Орион, рядом с которым расположена ярчайшая звезда ночного неба — Сириус.

Читайте также:  Как захватить видео с экрана монитора

Отыскать Сириус на небе очень просто: он находится ниже и левее от созвездия Орион, которое похоже на песочные часы. Сириус является одной из самых близких к Земле звезд, поскольку он расположен 8,5 световых лет от нас. При этом у Сириуса есть компаньон, а это значит, что он является двойной звездой (его компаньона зовут Сириус-Б). Если Вы посмотрите на Сириус невооруженным глазом, то вскоре заметите как он мерцает разными цветами. Но почему?

Вообще, мерцают все звезды, не только Сириус. Их свет долго путешествует, прежде чем достигнет земной атмосферы, которая состоит из азота, кислорода и других газов. Атмосфера Земли, как известно, циркулирует, таким образом ветер и потоки воздуха искажают свет звезд, который проходит через них. Это приводит к тому, что свет слегка искажается, и нам кажется, что звезды мерцают. В качестве примера, вспомните, как раскаленный асфальт на дороге или земля в пустыне искажает объекты на горизонте.

Итак, мерцание Сириуса — это иллюзия, фокус Вселенной. Однако Вы можете спросить: почему мерцание заметнее именно у Сириуса? Во-первых, он является очень яркой звездой, что усиливает эффект мерцания от атмосферы. Во-вторых, он находится очень низко в атмосфере северного полушария. Тем самым, мы смотрим на него сквозь очень плотную часть атмосферы, которая содержит много различных частиц и пыли. Кстати, именно они являются причиной красочного восхода и заката.

Эта оптическая иллюзия — огромная проблема для астрономов и некоторых больших телескопов, поэтому они используют специальное оборудование, чтобы снизить влияние атмосферы.

Мерцание звёзд — случайные изменения света звёзд, обусловленные, главным образом, турбулентностью атмосферы — аномальной атмосферной рефракцией.

Амплитуда изменений блеска во время мерцания очень зависит от состояния атмосферы и увеличивается с ростом зенитного расстояния. Вблизи горизонта изменения блеска могут достигать одной звездной величины, иногда и больше. Также вблизи горизонта типичным является цветное мерцание, то есть изменение цвета звезды, для ярких звезд заметно даже невооруженным глазом. Частота мерцания лежит в диапазоне от одного герца до сотен герц, но наибольшие амплитуды характерны для узкого диапазона 3—15 Гц.

Читайте также:  Приставка mag 254 инструкция

Во время телескопических наблюдений с большими объективами эффект сглаживается, но остается существенным препятствием для точных астрометрических наблюдений.

Следует заметить, что мерцание касается именно звёзд. Планеты не склонны к мерцанию. Это обусловлено тем, что угловой размер планетных дисков хоть и не различается невооруженным глазом, однако намного больше, чем отдаленных звёзд: последние выглядят как точки даже в самых мощных астрономических инструментах. Поэтому когда яркость одних частей планетного диска усиливается мерцанием, яркость других слабеет, и общий блеск планеты остается почти постоянным.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector