Наверное, каждый хоть раз в жизни смотрел на ночное небо и замечал простую деталь, что звёзды как будто мигают, переливаются, то ярче, то тусклее, а вот планеты, особенно Венера или Юпитер, светят ровным и спокойным светом. Разница бросается в глаза, но мало кто задумывается, откуда она берётся.
На первый взгляд может показаться, что дело в самих объектах, мол, звёзды устроены иначе, чем планеты, но если разобраться, всё куда проще и интереснее.
Атмосфера как кривое стекло
Свет от звезды летит до нас многие сотни или даже тысячи лет. Он проходит сквозь космос практически без искажений, но на последних километрах пути этот свет встречается с атмосферой Земли.
Атмосфера неоднородна, воздух разной температуры, влажности и плотности постоянно перемешивается. Эти слои ведут себя как кривое стекло, луч света то ускоряется, то замедляется, чуть-чуть отклоняется и в результате звезда, которую мы видим, дёргается на небе и кажется то ярче, то тусклее. Это явление и создаёт эффект мерцания.
Чем ближе к горизонту, тем сильнее заметно мигание. Всё потому, что свет проходит через более толстый слой воздуха, если вы посмотрите на звезду почти над головой, её мерцание будет гораздо слабее.
Почему планеты не мигают
Возникает логичный вопрос, если атмосфера влияет на всё, почему планеты светят ровно? Ответ кроется в том, как мы их видим. Звезда это очень далёкий объект, даже у самой яркой звезды угловой размер настолько мал, что она выглядит как точка и любое отклонение луча сразу меняет картину, точка начинает дрожать.
Планета же находится гораздо ближе, и мы видим её как маленький диск. Конечно, глазом мы не различаем деталей поверхности, но диск всё равно есть. Атмосферные искажения распределяются по всей площади, и глаз воспринимает усреднённое свечение, поэтому планеты кажутся стабильными. Иногда и планеты могут слегка мерцать, это заметно, когда они находятся низко над горизонтом, и свет проходит через особенно толстый и неспокойный слой атмосферы, но даже в таких условиях они выглядят гораздо стабильнее, чем звёзды.
Наука и практика
Астрономы прекрасно знают, что атмосфера мешает наблюдениям и чтобы получить максимально чёткое изображение, используются разные методы.
Адаптивная оптика. Современные телескопы оснащаются системой датчиков и подвижных зеркал. Лазерный луч направляется в небо и создаёт искусственную звезду, по искажению её света компьютер определяет, как именно атмосфера меняет картину, затем система в реальном времени меняет форму зеркала телескопа, компенсируя эти искажения. Благодаря адаптивной оптике наземные телескопы могут показывать изображение почти такой же чёткости, как космические, сегодня такие системы стоят на крупнейших обсерваториях мира, например, в Чили на комплексе VLT (Very Large Telescope).
Орбитальные телескопы. Это другой путь вынести телескоп за пределы атмосферы. Самый известный пример - "Хаббл", его снимки в порядки отличаются от наземных, в них нет никакого мерцания, никакого дрожания. Позже к нему добавился телескоп "Джеймс Уэбб", работающий в инфракрасном диапазоне. Такие обсерватории позволяют видеть галактики и звёзды с беспрецедентной детализацией, потому что их свет доходит до камеры без искажений атмосферы.
Итог
Звёзды мерцают не потому, что они сами дрожат или переливаются, а потому что их свет вынужден пройти через беспокойную атмосферу Земли, Планеты же из-за большего углового размера воспринимаются глазом как устойчивые диски и кажутся стабильными.
Следующий раз, глядя на вечернее небо, попробуйте проверить сами, звезда перед вами или планета, просто обратите внимание, мигает ли объект, это простой способ почувствовать работу физики буквально своими глазами.
А если взять телескоп и сравнить, разница станет ещё очевиднее, получится так, что звёзды останутся точками, а планеты дисками, в этом и есть красота наблюдений, что даже без сложных приборов можно открыть для себя маленький секрет Вселенной.