В ясную, тёмную ночь наши глаза видят на небе около 6 000 звёзд. Кажется, что они постоянно мерцают или меняют свою яркость. На самом деле большинство звёзд светит ровным светом. Движение воздуха (иногда называемое турбулентностью) в атмосфере Земли приводит к тому, что свет звёзд слегка искривляется, когда он проходит от далекой звезды через атмосферу к нам на землю. Это означает, что часть света доходит до нас напрямую, а часть немного отклоняется в сторону. Для нашего глаза это заставляет звезду мерцать.
Вы заметите, что звёзды, расположенные ближе к горизонту, будут мерцать сильнее, чем другие звёзды. Это происходит потому, что между вами и звездой у горизонта гораздо больше атмосферы, чем между вами и звездой выше на небе. Выйдите как-нибудь ночью на улицу и посмотрите!
Эта концепция настолько устоялась, что стала основой одной из самых популярных детских песен всех времен.
Но какая наука стоит за этим сверкающим зрелищем? Что такого в звёздах, что заставляет их мерцать?
Оказывается, "мерцай, мерцай, маленькая звезда" — это немного неправильное название.
Звёзды на самом деле не мерцают
Честный ответ на вопрос, почему звёзды мерцают, заключается в том, что это не так. Мерцание, которое мы видим, не имеет никакого отношения к самим звездам. Скорее, это результат того, как мы видим их с нашей точки зрения на Земле через атмосферу.
Поскольку звёзды находятся так далеко, мы видим их как крошечные точки света в ночном небе.
Звёздный свет проходит огромное расстояние, чтобы достичь наших глаз в ясную ночь - говорит Райан Френч (Ryan French), специалист по физике Солнца из Университетского колледжа Лондона в Великобритании.
После нашей собственной звезды, Солнца, среднее расстояние от которого до Земли составляет 93 миллиона миль (150 миллионов километров), ближайшей к нам звездой является Проксима Центавра, которая находится на расстоянии более 4 световых лет от Земли.
По пути к нашим глазам свет далеких звезд сталкивается с атмосферой Земли, что и является ключевым фактором, вызывающим эффект мерцания.
"Когда эта точка света достигает атмосферы, она проходит через слои колеблющегося воздуха, прежде чем попасть в наши глаза, что и вызывает мерцание", - сказал Френч.
Таким образом, именно колебания земной атмосферы заставляют звезды мерцать. В космосе, высоко над атмосферой, звезды вообще не мерцают. (Это одна из причин, по которой космический телескоп "Хаббл" был отправлен на орбиту: Он позволяет получать более четкие изображения космоса, не искаженные атмосферной турбулентностью).
Почему одни звёзды мерцают сильнее других?
На то, как сильно мерцает звезда, влияет множество факторов. Одним из них является место звезды в поле нашего зрения.
Звёзды мерцают сильнее, если их свет проходит через большее количество воздуха, прежде чем попасть в наши глаза, поэтому звёзды, расположенные у горизонта, мерцают сильнее, потому что их свет проходит через большее количество атмосферы, чтобы попасть к нам. Погода также играет свою роль. Влажные ночи делают воздух более плотным, поэтому звёзды кажутся более мерцающими. Райан Френч (Ryan French)
Эти вопросы помогают астрономам ориентироваться при выборе места для размещения самых больших и лучших телескопов в мире. Обсерватории размещают на высоких сухих местах, чтобы удалить как можно больше воздуха между звездой и телескопом.
Идеальными местами являются сухая пустыня Атакама в Чили, а также вулканические вершины Гавайев и испанских Канарских островов. Эти места являются примерами мест с тем, что астрономы называют хорошей "видимостью". Густой воздух, вызывающий сильное колебание или мерцание, является плохим зрением, в то время как сухой, спокойный и разреженный воздух создает хорошее зрение.
Когда вы смотрите на ночное небо, вы можете заметить, что некоторые звёзды при мерцании переходят из одного цвета в другой. Сириус, самая яркая звезда в ночном небе Земли, является классическим примером.
Звёздный свет немного преломляется [изгибается] атмосферой, что может привести к изменению его цвета. Этот эффект более заметен у более ярких звёзд.
Вы также можете заметить несколько "звёзд", которые совсем не мерцают. Это потому, что они на самом деле являются планетами.
В отличие от звёзд, планеты не являются точечными источниками на небе, а имеют ширину. Это потому, что они гораздо ближе к нам. Другими словами, они слишком велики в ночном небе, чтобы атмосфера могла заставить их мерцать. говорит Райан Френч (Ryan French)
Однако если вы посмотрите на планеты или даже на Луну в телескоп, вы все равно увидите, что они мерцают, так как свет, который вы видите, был перемещен атмосферой по пути к вашим глазам.