Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами? Завораживающее зрелище, или почему звезды мерцают.

: мы видим серебристый свет , планеты, движущиеся по своим орбитам, далекие звезды, мерцающие светом, испущенным миллионы лет назад.

Этот танец света, который мы видим, когда смотрим на звезды, завораживает людей на протяжении веков — даже самых маленьких людей. По мере взросления мы узнаем имена звезд и созвездий.

Но почему же звезды мерцают? Почему они словно «танцуют» в ночном небе?

Для начала обратим наш взгляд на уровень земли. Представьте, что вы видите волнообразное движение воздуха прямо над горячим песком. Мы видим этот эффект, потому что горячий воздух имеет меньшую плотность по сравнению с более прохладным воздухом, находящимся над ним, и поэтому он поднимается вверх. Теплых воздух рассеивает и преломляет свет несколько иначе, чем холодный, поэтому он немного меняет направление его распространения. Нам при этом кажется, что воздух словно становиться жидким.

Таким способом можно управлять направлением распространения света, изменяя то, что называется показателем преломления. По существу, этот показатель говорит о том, насколько именно луч света изменил направление: высокий показатель преломления означает, что направление распространения света будет изменено достаточно сильно.

Но вернемся к звездам: между нами и миллиардами солнц в космосе есть толстый слой плотной земной атмосферы. Хотя атмосфера и позволяет нам выжить, оно искажает для нас истинный свет Вселенной.

Атмосфера похожа на многослойный «торт», со сложными уровнями плотности, которая уменьшается по мере того, как вы удаляетесь от . Точно так же, как тепло песка вызывает «помехи» в воздухе над ним, звездный свет не имеет прямого пути, поскольку он добирается до наших глаз из космоса. Там, где встречаются разные по плотности слои воздуха, свет слегка преломляется в новом направлении, и процесс повторяется при прохождении каждого последующего слоя.

Это приводит к эффекту зигзага, создавая иллюзию, что звезда слегка смещается. Научное название этого эффекта — «звездная сцинтилляция», и по причине его существования космические телескопы создают гораздо более совершенные изображения, чем наземные обсерватории.

Но почему же, в таком случае, не все звезды мерцают? Есть две основные причины. Во-первых, свет от звезд, которые находятся в момент наблюдения ближе к горизонту должен проделать путь к нашим глазам через большее расстояние в атмосфере, и поэтому он проходит более причудливую траекторию, чем свет от звезд, расположенных высоко. Дело может быть еще в том, что тот объект, который кажется звездой, иногда является планетой.

Звезда мерцает не только потому, что ее свет должен проходить через атмосферу, но также потому, что ее свет очень слабый. Расстояние от этих звезд до Земли настолько велико, что они кажутся просто точками. Планеты, конечно, гораздо ближе, поэтому их свет выглядит скорее как диск, а не точка.

Так что в следующий раз, когда вы будете на небо в ночное время, и задаваться вопросом — почему же танцуют звезды? — или ваш ребенок, или внук спросят вас об этом, вы будете знать, что ответить.

Почему мерцают звёзды на небе?

Вы когда-нибудь замечали, как прямые линии на дне бассейна выложенного плиткой, кажутся раскачивающимися из стороны в сторону? Это явление происходит потому, что вода в бассейне преломляет лучи света отражённого от дна баcсейна. Точно так и звезды мерцают из-за турбулентности в атмосфере Земли. должен пройти через несколько километров земной атмосферы, прежде чем достигнет глаза наблюдателя. Здесь атмосфера Земли действует как вода в бассейне.

От воздуха зависит многое

Почему мерцают звёзды? Да потому что, многое зависит от температуры воздуха. Она обычно уменьшается на 6,5 ° С, с каждым километром, когда мы поднимаемся вверх. Именно поэтому холодно в горах. Атмосфера Земли состоит из нескольких «слоев». Каждый слой имеет разную температуру и плотность. Теплый воздух преломляет лучи света меньше, а прохладный воздух искажает больше, потому что в теплом воздухе молекулы воздуха находятся дальше друг от друга , производя меньшее рассеяния света.

Наша атмосфера насыщена очень бурными потоками и вихрями воздуха. Эти обстоятельства вместе с изменением температуры в атмосфере действуют как линзы и призмы, которые шатают входящий свет от звезды из стороны в сторону, за несколько раз в секунду. Это вызывает изменение яркости и местоположения .

Чем выше место для наблюдением за звёздами, тем лучше.

Из-за этого эффекта обсерватории для изучения звезд расположены на горных вершинах. Причина этого в том, что чем выше вы поднимаетесь, тем слои воздуха становятся тоньше и меньше вызывают эффект мерцания. Ученые проводят эксперименты, чтобы компенсировать эффект мерцания благодаря адаптации оптики телескопов. В результате, в ближайшее время астрономы смогут видеть гораздо более четкое изображение звёзд здесь, на земле.

Вы заметили, что расположенные ближе к горизонту звезды мерцают больше, это потому, что атмосфера между вами и звездами над горизонтом насыщенней, чем между вами и звездой, которая находится прямо над головой.

Телескоп был запущен в космическое пространство, потому что там нет атмосферы, что позволило учёным видеть чёткие изображения Вселенной.

Планеты не мерцают как звезды . Это потому, что планеты светят отраженным светом и находятся ближе чем звёзды, это вызывает меньшее преломление. На самом деле, это хороший способ выяснить, объект который вы видите на небе планета или звезда. Для планеты, свет который отражается от группы точек диска планеты, и мерцает и изменяет цвета. Тем не менее, мерцание одной части планеты дополняется другой мерцающей частью планеты. Таким образом, планета кажется светится постоянно, а звезды вокруг него мерцают в небе.

Космос всегда манил человека, на его исследование были потрачены колоссальные ресурсы, как человеческие, так и финансовые. Множество великих людей на протяжении всей своей жизни занимались проблемами изучения нашей Вселенной, чтобы сегодня мы имели достаточную теоретическую и практическую базу. Теперь каждый школьник может узнать, почему звезды мерцают, есть ли жизнь на Марсе, за счет чего планеты движутся в пространстве и многое другое.

Что такое звезда?

Звезды представляют собой огромные небесные тела , состоящие из газа гиганты с мощной гравитацией:

• Начали формироваться сразу после появления Вселенной.
• За счет силы притяжения большие частицы захватывали более мелкие, постепенно формируя газовый шар.
• Ученые считают, что предшественниками звезд были туманности. Зарождающаяся звезда собирала все вещество, которое было доступно ее гравитации.
• Мерцающие на небе точки, на самом деле, «кузницы Вселенной». В них ежесекундно протекают сложные ядерные реакции, и происходит выделение водорода.
• Только благодаря свету, энергии и теплу, которые дает звезда, возможно существование органической материи. Речь не обязательно о разумной жизни, без света и энергии ничто живое не сможет существовать, в принципе.

Расстояние до всех звезд измеряется в световых годах, только до Солнца «всего лишь» несколько световых минут.

Учитывая современный уровень развития, человечество никогда не сможет посетить даже ближайшую звездную систему, если не произойдет никакого резкого скачка научного прогресса. Необходимо что-то принципиально новое.

Почему звезды светятся?

Если посмотреть на небо в темное время суток, можно увидеть настоящую цветомузыку - периодически звезды мерцают, светя то сильнее, то неожиданно угасая на несколько секунд. Это выглядит красиво и, к счастью, для развития эпилептического припадка такого мерцания недостаточно.

Раз речь идет о газовых гигантах, удаленных на колоссальные расстояния от Земли , можно предположить, что дело не в самих звездах.

Где-то в космосе огромная звезда на секунду погасла или наоборот, стала ярче светить? Да на ближайших планетах это сказалось бы плачевно, учитывая энергетические выбросы.

На самом деле, тайна мерцающих звезд кроется в земной атмосфере . Точнее, в ее неоднородности:

1. После дождя.
2. В жаркую погоду.
3. При сильном или постоянном ветре.
4. В морозную ночь.

Причина в том, что воздушные массы неравномерно прогреваются и постоянно смещаются . В результате свету звезд необходимо преодолеет не однородную атмосферу, а такую вот «воздушную мозаику».

Если когда-то космические полеты станут общедоступными, каждый сможет убедиться, что в вакууме небесные тела источают постоянный ровный свет.

Почему падают звезды?

В августе всегда можно найти повод выбраться ночью на природу, ведь астрономы каждый год заранее напоминают о «звездопаде». На самом деле, положение звезд не изменяется в пространстве и уж тем более, огромные газовые шары не падают на поверхность Земли.

Достаточно знать, что даже самая маленькая звезда в тысячи раз больше нашей планеты . Происходит другое, не менее интересное явление:

1. В атмосферу Земли попадают небольшие глыбы, астероиды или «болиды».
2. Под действием гравитации они устремляются к поверхности планеты.
3. Набирая скорость и входя в атмосферу «снаряд» сталкивается с силой трения, которая в открытом космосе отсутствует.
4. Это явление так сильно, что голый камень, в буквальном смысле, начинает гореть.
5. С земли наблюдатель видит, как какая-то маленькая точка несется по небосклону и падает где-то на горизонте.

Иногда до поверхности вообще ничего не долетает, но порой и приземляются небольшие куски пород. Такой сувенир может украсить любую домашнюю коллекцию. Вероятность того, что такой камушек упадет вам на голову, стремится к нулю, но не равна ему .

Учитывая общую площадь Земли и то пространство, что занимает один человек - надо чем-то прочно досадить Фортуне, чтобы испытать на себе воздействие «гостя из открытого космоса ».

Как долго живут звезды?

Насчет срока жизни звезд и вероятности существования живой материи на других планетах существуют различные мнения:

Жизнь во Вселенной	Срок жизни звезд
Она не найдена ни на одной из планет нашей системы.	Достоверно известно, что все звезды рано или поздно умирают.
Скорее всего присутствует на одном из спутников Сатурна - Титане.	В процессе существования гигант проходит через несколько последовательных стадий.
Несмотря на многочисленные заявления «очевидцев» об НЛО, ни одна внеземная цивилизация на контакт не вышла.	Период жизни небесного тела измеряется миллиардами лет, иногда десятками миллиардов.
Чисто математически, учитывая время и расстояние, параллельное существование развитых цивилизаций маловероятно.	Наше Солнце относительно молодая звезда, так что человечество может не переживать еще очень, действительно очень, долго.

К тому времени, когда погибнет наша звезда, цивилизация и любая разумная жизнь может исчезнуть миллион раз, по совершенно разным причинам. Если кто-то из людей доживет до того времени, наверняка наши потомки смогут решить проблему переселения к другим звездам.

А вот когда погаснут все звезды во Вселенной, будет уже сложнее. Теоретически, выходом из этой ситуации может быть только выход за пределы Вселенной . Но на данный момент мы себе такого даже представить не можем.

Из-за чего звезды мерцают?

Атмосфера нашей планеты не только обеспечивает возможность существования жизни на поверхности, но и рассеивает свет:

• Благодаря этому днем мы видим голубое небо. В спектре, который излучает Солнце, есть синий оттенок, который и рассеивается по атмосфере.
• Из-за неоднородности воздушных масс мерцают звезды.
• Мощность их свечения может изменяться несколько раз за минуту.
• На самом деле, в открытом космосе, звезды излучают ровный свет.

А вот ближайшие планеты дают постоянный свет даже в условиях нашей атмосферы. Причина проста - их диск отражает солнечный свет и, смотря на небо в ясную погоду, мы видим именно диск, а не крошечную точку.

Даже без степени по астрофизике, не так сложно понять, почему звезды мерцают. Мир вокруг нас можно объяснить простыми словами, во всяком случае, большую часть явлений. Потому что кое-что до сих пор остается загадкой, даже для современных ученых умов.

Видео: мерцающие звезды в небе

В этом видео физик Леонид Агарков проведет урок астрономии, в котором расскажет о причинах мерцания звезд в космосе:

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.

Post Views: 3 098

Мерцание звезд.
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. Внимание! Только в том случае, если наблюдать даже очень далекую звезду из космоса, она не будет мерцать.

Показать полностью. 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.
Свет 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 относительно друг друга перемещаются. 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. 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 ближе к земле, и мы воспринимаем их как маленькие диски, а не как крошечные точки. Свет от разных участков дисков отражается. Хотя он точно также преломляется, но преломляется неодинаково. От одних участков диска отражается яркий свет, от других - более тусклый. Через секунду они местами меняются. Средняя же интенсивность излучения со всей поверхности диска остается постоянной. Поэтому диск планеты светится ровным немигающим светом.
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. Мы солнце как большой равномерно сияющий диск воспринимаем. Лишь в том случае, 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.