Astronomija

Kodėl žvaigždės mirksi, bet planetos - ne

Kodėl žvaigždės mirksi, bet planetos - ne

Daugelis žmonių sako, kad žvaigždės mirga dėl Žemės atmosferos. Tačiau atmosfera vis dar tvyro, kai žiūrime į planetas ir nematome jų mirksėjimo.

Ar yra aiškus mokslinis bendru sutarimu pagrįstas vienų objektų mirksėjimo paaiškinimas, o kitų - ne?

Pastaba: kaip ir skiriamoji, mano klausimas skiriasi nuo šio. Tiesą sakant, mėnulis akivaizdžiai skiriasi nuo žvaigždžių, o mano klausimas yra pagrįstas tuo, kad vienintelis tikrasis skirtumas tarp žvaigždžių ir planetų yra tas, kad planetos juda dangumi, skirtingai nei žvaigždės (nes jos yra dangaus nuoroda). Mano žodžių įrodymas yra vėlyvas Urano, kaip planetos, išskyrimas dėl ypatingai lėto judesio, nors jis taip pat nemirksi.


Atsakymas į tai yra tas, kad žvaigždės iš tikrųjų yra taškiniai šaltiniai, tačiau planetos turi diskus. Pasiskolinę nuorodą į „Sky“ ir „Telescope“ paaiškinimą iš „@N“. Steinle komentaras.

Aš įsivaizduoju dangaus objekto šviesą kaip optinio pluošto kabelį, kuris nuolatos graibstomas žirklėmis (kurios atspindi atmosferos turbulenciją, keičiančios pro ją sklindantį šviesos kelią). Kabelis iš žvaigždės yra vienas stiklo pluoštas, kurį spindi labai ryškus spindulys. Kabelis iš planetos yra storas pluoštų pluoštas su daug silpnesniu pluoštu, spindinčiu kiekvieną pluošto ryšulį (palyginkite Marso paviršiaus ryškumą su Saulės paviršiaus ryškumu) - bendras šviesos kiekis, patenkantis per kabelius, yra palyginamas. Žirklės gali visiškai perpjauti viengubo pluošto kabelį, tačiau jie gali išimti tik keletą storo ryšulio sruogų. Taigi dėl atmosferos turbulencijos žvaigždės šviesa gali drastiškai nutrūkti, o planetos pokyčiai yra daug mažesni. Todėl matomas mirgėjimas iš žvaigždžių, bet ne iš planetų.


Maniau, kad pridėsiu aukščiau. Žvaigždžių šviesa yra tarsi labai siauras lazerio spindulys, nukreiptas į tave. Planeta yra tarsi krūva tų, kurie išsidėstę ratu, visi nukreipti į tave. Bet kurį iš šių lazerių atmosfera gali nukreipti. Žvaigždžių šviesos atveju galima nukreipti tik vieną. Planetos atveju yra keletas. Jei nukreipiami keli lazeriai, vis tiek yra netrikdomų.

Šviesa iš abiejų žvaigždžių ir planetų nukreipta. Planeta yra mažiau panaši į taškinį šaltinį. Vis tiek nukrypsta, bet šaltinių taškų sklaida kompensuoja.

Matyt, tiek planetos, tiek žvaigždės gali mirksėti, kai yra arčiau horizonto. Yra daugiau deformacijos. Tai padeda kompensuoti plitimo efektus. Vis dėlto negaliu sakyti, kad esu asmeniškai to liudininkas.


Planetos kartais tikrai mirksi, o žvaigždės ne visada tiek daug. Tai nėra dvejetainis „taip“ ar „ne“, tai yra tęstinumas.

Net Venerą galima pamatyti mirgančią, jei ji yra arti horizonto, o atmosferos turbulencija (dar kitaip - „matymas“) yra bloga.

Kodėl žvaigždės mirga lengviau nei planetos, jūs jau gavote keletą atsakymų.


Kodėl žvaigždės mirga, bet planetos - astronomija

Dainos eilutė yra „Twinkle twinkle little star“. Kas yra žvaigždžių „mirksėjimo“ priežastis? Ar šviesa iš planetų „mirksi“, kaip ir žvaigždžių šviesa?

Šį klausimą man uždavė jaunas mano pažįstamas žmogus, o aš neturėjau gero atsakymo.

Žvaigždės mirksi dėl turbulencijos Žemės atmosferoje. Kai atmosfera maišosi, žvaigždės šviesa lūžta į skirtingas puses. Dėl šios priežasties žvaigždės vaizdas šiek tiek keičiasi ryškumu ir padėtimi, todėl „mirksi“. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl Hablo teleskopas yra toks sėkmingas: kosmose nėra atmosferos, kuri priverstų žvaigždes mirgėti, todėl būtų galima gauti daug geresnį vaizdą.

Planetos nemirga taip, kaip žvaigždės. Tiesą sakant, tai yra geras būdas išsiaiškinti, ar tam tikras danguje matomas objektas yra planeta ar žvaigždė. Priežastis ta, kad žvaigždės yra taip toli, kad iš esmės yra dangaus šviesos taškai, o planetos iš tikrųjų turi ribotą dydį. Planetos dydis danguje tam tikra prasme „vidutiniškai įvertina“ audringą atmosferos poveikį, pateikdamas akiai gana stabilų vaizdą.

Šis puslapis atnaujintas 2015 m. Birželio 27 d

Apie autorių

Dave'as Kornreichas

Deivas buvo „Ask Astronomer“ įkūrėjas. Jis įgijo daktaro laipsnį iš Kornelio 2001 m., O dabar yra Humboldto valstijos universiteto Kalifornijoje fizikos ir fizikos mokslų katedros docentas. Čia jis paleidžia savo versiją „Ask the Astronomer“. Jis taip pat padeda mums išspręsti nelyginį kosmologijos klausimą.


Kodėl žvaigždės mirga naktį?

Kodėl žvaigždės mirksi? Ir kodėl gi ne planetos? Jūs manote, kad „Twinkle, Twinkle…“ darželio rimas būtų įžiebęs klausimą, į kurį visi norėtų anksčiau ar vėliau atsakyti.

Kas sukelia mirgančias žvaigždes?

Na, štai, čia: žvaigždės mirksi, nes net per didžiausius teleskopus atrodo kaip be dimensijos šviesos taškai, todėl jų maži vaizdai lengvai perlenkiami per mūsų storą atmosferą.

Bet kodėl jie mirga kai kurias naktis, o ne kitas? Pagrindinė mintis. Atsakymas atskleidžia, koks oras tvyro virš galvos.

Oro ir vandens lenkimo šviesa

Kai šviesa praeina per skirtingo tankio (storio) orą, ji keičia kryptį, tai procesas vadinamas refrakcija. Tai matote žiūrėdami į šaukštą puse stiklinės vandens. Šaukštas atrodo sulenktas, nes jo vaizdas praeina iš naujos krypties eidamas iš plono oro į tirštą vandenį.

Kadangi šaltas oras yra tankesnis nei šiltas, tas pats atsitinka, kai taškinis žvaigždės vaizdas priartina skirtingos temperatūros atmosferos sluoksnius. Jei tie sluoksniai yra judesyje (pasikliaukite juo), tada šviesos zig ir zags. Voila, mirksi.

Kodėl žvaigždės nustoja mirksėti

Taigi mirksinčios žvaigždės reiškia, kad oro temperatūra nevienoda. Nenuostabu, nes oras (ypač sausas) po saulėlydžio greitai atvėsta. Kai žvaigždės nemirksi, tai tau tai sako virš oro esantis oras yra tolygesnis - tai drėgna ar miglota oro savybė. Kadangi vasaros ore yra daug daugiau vandens garų, jis naktį ne taip greitai atvėsta, ir tai apsaugo žvaigždes nuo mirksėjimo!

Žemos žvaigždės eina per storesnį horizonto orą, eidamos pas jus, todėl mirksėjimas paprastai yra perdėtas žemiau horizonto. Štai tada ryškiai mirksinčios žvaigždės netgi gali akimirksniu išsiskirstyti į atskiras kintančias spalvas.

Nuostabaus aiškumo naktys, kai atrodo, kad milijonas mažų žvaigždžių užplūsta kaimo dangų (iš tikrųjų niekada nėra daugiau nei 2600 plika akimi žvaigždžių), dažniausiai lydi greitai vėsus oras ir mirgančios žvaigždės. Kita vertus, šiltose, miglotose, drėgnose naktyse paprastai būna pastovios nemirksinčios žvaigždės. Tai geriausias laikas naudoti teleskopą mėnulyje ir planetose, nes jų vaizdai bus ryškūs, o ne neryškūs.

Ar žybsi planetos?

Sena patarlė sako, kad žvaigždės mirga, bet planetos - ne. Paprastai tai tiesa. Taip yra todėl, kad planetos turi savo dydį, net jei jos atrodo kaip taškai plika akimi. Didesnis jų plotis suteikia jiems tam tikrą imunitetą, kad visas vaizdas nesuktų mūsų oro. Patikrinkite tai su Jupiteriu, kuri šiomis naktimis atrodo kaip ryškiausia nakties „žvaigždė“.

Taigi „Twinkle, Twinkle…“ teikia fizikos pamoką, leidžia įvertinti atmosferos sąlygas, parodo, kas yra planeta, o kas ne, ir nurodo, kada naudoti teleskopą. Oho. Kas galėtų atspėti, kad greitas žvilgsnis į viršų gali būti toks ... mirguliuojantis?


Žvaigždės mirksi, bet planetos nedaro

Naktinis dangus turi daug gražių objektų. Kai kurios iš jų yra žvaigždės, o kitos - planetos. Mirksintys objektai yra žvaigždės. Nemirkstantys objektai yra planetos. Ne tik vaikai, net ir daugelis suaugusiųjų, nežino, kodėl žvaigždės tarsi tinsta. Bet jie tikrai žino, kurios yra žvaigždės, o kurios - planetos.

Tai nėra žvaigždės, kurios mirksi. Mūsų atmosfera veikia žvaigždės šviesą ir priverčia žvaigždes mirgėti. Žemės atmosfera yra oro sluoksnis, susidedantis iš 78% azoto, 21% deguonies, 0,9% argono ir 0,03% anglies dioksido su labai mažu kitų elementų kiekiu.

Žvaigždės turi savo šviesą. Žvaigždės šviesa patenka į žemės atmosferą ir sluoksnis po sluoksnio patiria didėjantį tankį. Kadangi oro tankis žemės paviršiuje yra didesnis ir mažėja link viršutinio sluoksnio.

Mes galime pamatyti žvaigždes kaip taškus, jei stebime jas per teleskopą. Tai dėl didelio atstumo tarp mūsų ir jų. Šį vienintelį tašką gali labai paveikti atmosferos turbulencija. Atmosferos vėjai ir skirtingos temperatūros bei tankio vietovės sukelia žvaigždės šviesos atšokimą ir smūgį. Todėl atrodė, kad žvilgtelėjo nuo žemės. Jei žemėje nebūtų atmosferos, žvaigždžių šviesa keliautų tiesiu keliu.

Kosmonautai kosmose turi galimybę pamatyti nuolatinį žvaigždžių spindesį, nes jie keliavo už žemės atmosferos ribų. Žvelgiant iš kosmoso, žvaigždės nebemirksės. Panašiai teleskopas kosmose užfiksuoja geresnį žvaigždžių vaizdą nei teleskopas žemėje. Nes kosmose padarytose nuotraukose nėra atmosferos sutrikimų.

Planetas galime pamatyti kaip diskus, jei stebime jas per teleskopą. Planetos yra palyginti arčiau žemės nei žvaigždės. Kadangi jie yra arčiau, atrodo, kad jie yra labai didesnio dydžio nei žvaigždės. Taigi, poslinkio nepakanka, kad planetos mirgėtų.

Planetos neturi savo šviesos. Užtat jie atspindi juos pasiekiančią mažo intensyvumo šviesą. Kai šių planetų šviesa patenka į žemės atmosferą, jos taip pat išgyvena lūžius. Tačiau šviesa iš abiejų planetos galų eina viena nuo kitos priešinga kryptimi, taip panaikindama vienas kito poveikį. Štai kodėl atrodo, kad planetos šviečia stabiliai.


Didysis kosminis miražas: žvaigždės nemirksi

„Žybsi, žvilgėk, maža žvaigždute“. Jie turi pavargti nuo to, kad mes jiems sakome, nes tiesa yra tai, kad žvaigždės iš tikrųjų nemirksi. Nors naktį galite pažvelgti į lauką ir pamatyti tos pačios žvaigždės sklindantį skirtingo lygio šviesą, tai, ką iš tikrųjų matote, yra atmosferos kišimasis, dėl kurio žvaigždės atrodo tarsi mirksinčios, kai jų nėra.

Kas yra astronominis scintiliacija?

Astronominis scintiliacija yra techninis terminas tam, ką matome, kai žvaigždės tarsi mirga. Tai iš tikrųjų sukelia atmosfera, kurią sudaro keli skirtingi sluoksniai. Skirtingi sluoksniai turi skirtingą temperatūrą, tankį ir kitus kintamuosius, dėl kurių nuo tolimosios žvaigždės sklindanti šviesa lenkiasi ir lūžta, todėl keičiasi jos išvaizda. Žvaigždė yra labai toli, o visa šviesa sklinda iš labai mažo, labai fiksuoto taško. Štai kodėl, žiūrėdami į naktinį dangų ir žvaigždę, kuri iš tolo spindi šviesa per mūsų atmosferą, matome, kaip šviesa keičiasi ir keičiasi.

Kodėl planetos nemirksi?

Jei mes matome žvaigždes per tą pačią atmosferą, kokią matome ir planetos, kodėl planetos neatrodo mirksinčios? Tiesa ta, kad planetos veikia lygiai taip pat, kaip ir žvaigždės, ir joms tenka žybčioti arba astronomiškai mirgėti. Bet kai mes į juos žiūrime, to nepastebime kaip žiūrėdami į žvaigždes.

Taip yra todėl, kad planetos yra daug arčiau mūsų nei žvaigždės, todėl jos atrodo didesnės, o ne kaip viena šviesos taškas. Scintiliacija ar mirksėjimas retai pasireiškia visame planetos paviršiuje tuo pačiu būdu, todėl atrodo fiksuotas ir nejudantis. Tačiau žvaigždės yra taip toli, kad iš jų beveik nematome jokios šviesos: tik mažas taškelis danguje. Tai daro juos labiau pažeidžiamus dėl atmosferos sukeliamo lūžio.

Mūsų atmosferos poveikis žvaigždėms

Mūsų atmosfera puikiai padeda apsaugoti mus ir padaryti mūsų planetą tinkama gyventi. Tačiau kartais tai erzina astronomus, kad dėl atmosferos taip sunku matyti žvaigždes kaip nejudantį tašką. Štai kodėl dabar teleskopai egzistuoja naudojant technologijas, specialiai sukurtas žvaigždžių išblukimui, kad mokslininkai galėtų jas geriau pamatyti.

Kekko observatorija naudoja daugelio teleskopų duomenis žvaigždžių mirgėjimui pašalinti.

Dar daugiau, todėl garsiai ryškios Hablo teleskopo darytos nuotraukos yra toks reiškinys. Gali atrodyti keista, kai nematote žvaigždžių, kurios nemirksi, tačiau kosmose nėra atmosferos, leidžiančios pamatyti žvaigždes jų natūralioje būsenoje, be to gražaus, bet netiesioginio poveikio.


Kaip mirga žvaigždės?

Pagrindinė žvaigždžių mirksėjimo priežastis yra šviesos lūžis. Kai žvaigždžių šviesa patenka į Žemės atmosferą, ji lūžta arba galime pasakyti, kad dėl skirtingų atmosferos sluoksnių lenkiasi į skirtingas puses. Taip pat jiems patekus į Žemės atmosferą, pasikeitus vėjo krypčiai ir greičiui bei temperatūros pokyčiams, lūžta šviesa.

Šviesos spindulys visada lenkiasi, kai jis keliauja iš vienos terpės į kitą. Šis šviesos lenkimas yra žinomas kaip lūžis. Šviesos lūžis vaidina labai svarbų vaidmenį žvaigždžių mirksėjime. Jei šviesos spindulys sklinda iš tankios terpės į retą terpę, jis atsilenkia nuo įprasto. Jei šviesos spindulys sklinda nuo retesnės terpės iki tankios, jis linksta link normos.

Žemės atmosfera susideda iš skirtingų sluoksnių, taigi, kai žvaigždžių šviesa patenka į atmosferą, ji sutrinka dėl vėjo greičio ir temperatūros pokyčių, taigi tankis pasikeičia. Taigi, kai šviesos spindulys mus pasiekia tiesiogiai ir kai kuris iš jo atsilenkia, jis suteikia mums žvaigždės žybsantį efektą.


Kodėl žvaigždės mirga, bet planetos - astronomija

Bandau tiksliai išsiaiškinti, kodėl planetos nemirksi ar nemirksi tiek, kiek žvaigždės. Perskaičiau atsakymą, pateiktą į ankstesnį klausimą apie tai, kodėl žvaigždės nemirksi, o planetos - ne, kuriame teigiama:

Planetos dydis danguje tam tikra prasme „vidutiniškai įvertina“ audringą atmosferos poveikį, pateikdamas akiai gana stabilų vaizdą.

Ar galite paaiškinti „vidurkius“ šiek tiek toliau. Ar planetos kada nors mirga.

Galiu būti konkretesnis, tikras. Atminkite, kad kaip ir kompiuterio ekranas, jūsų akis susideda iš tam tikro skaičiaus „taškų“, kuriuos kiekvieną vaizduoja viena tinklainėje esanti šviesos receptoriaus ląstelė. Jei du (ar daugiau) šviesos taškai yra pakankamai arti, kad jie būtų sutelkti į tą pačią jūsų akies receptoriaus ląstelę, jūs patirsite juos kaip vieną šviesos tašką. Tai vadinama jūsų akies ar bet kokio teleskopo „skiriamąja geba“.

Dangaus žvaigždė tikrąja prasme yra vienas šviesos taškas. Visa šviesa patenka per atmosferą tiksliai ta pačia kryptimi, per tą pačią atmosferos turbulenciją, todėl yra sulenkta lygiai taip pat. Taigi, patekus į jūsų akis, nuosekliai matomas šviesos kiekis skiriasi. Tai taip pat jūsų akyje (visų pirma) patiria tik vieną receptorių.

Kita vertus, šviesa iš planetos yra kitokia. Kiekvienas iš kelių jūsų akies receptorių mato daugybę šviesos spindulių, sklindančių iš planetos, kurių kiekvienas yra skirtingai sulenktas, nes tai yra atmosfera (kadangi dangaus dydis yra planetoje, jie atkeliauja šiek tiek skirtingomis kryptimis). Kai kurie iš šių spindulių taps ryškesni, kiti silpnesni. Bet kadangi jie visi apšviečia tą patį receptorių jūsų akyje, šis receptorius mato tik bendrą šviesos kiekį, patekusį į jį. Patobulintų spindulių bus maždaug tiek pat, kiek pritemdytų spindulių, todėl jūs patiriate pastovią šviesą, o ne mirksėjimą.

Ne, dėl šios priežasties planetos niekada nemirga plika akimi. Vis dėlto pažvelgus į didinamąjį teleskopą, teleskopo skiriamoji geba gali būti geresnė nei nuosekliai lūžtantis atmosferos ilgis. Tokiu atveju galite pamatyti, kaip planetos kraštai „vinguriavo“.

Pastaba pridėta 2003 m. Liepos mėn. Dave'o Rothsteino: Griežtai tariant, planetos gali mirksėti plika akimi, tačiau tik retomis sąlygomis, kai Žemės atmosfera yra labai audringa. Daugiau informacijos rasite šiame „Bad Astronomy“ puslapyje.

Šis puslapis paskutinį kartą atnaujintas 2015 m. Liepos 18 d.

Apie autorių

Dave'as Kornreichas

Deivas buvo „Ask Astronomer“ įkūrėjas. Jis įgijo daktaro laipsnį iš Kornelio 2001 m., O dabar yra Humboldto valstijos universiteto Kalifornijoje fizikos ir fizikos mokslų katedros docentas. Čia jis paleidžia savo versiją „Ask the Astronomer“. Jis taip pat padeda mums išspręsti nelyginį kosmologijos klausimą.


Weatherwatch: kodėl žvaigždės mirksi

Žvilgčiok, žybsi maža žvaigždute. Traiki, giedra žiemos naktis yra puiki proga pasigrožėti žvaigždėmis, tačiau kodėl jos mirksi? Žvaigždės, kaip rodo mūsų pačių Saulė, yra dideli šviečiančių dujų kamuoliai. Šių ugningų gaublių šviesa sklinda gana tiesia linija per kosmosą, tačiau pasiekus Žemės atmosferą, spinduliai nukreipiami.

Apskritai Žemės atmosfera tankėja tuo arčiau Žemės paviršiaus, tačiau šis tankio pokytis nėra vienodas ir tolygus. Kylančios šilto oro kišenės, grimztantys šalto oro sklypai ir stiprūs horizontalūs vėjai puoselėja atmosferą, suteikdami jai margą tankio modelį.

Žvaigždžių šviesa, einanti per šią audringą atmosferą, yra sulenkta vienaip, o paskui kitaip, nes ji praeina per skirtingo tankio regionus. Šis šviesos lenkimas yra žinomas kaip lūžis. Zigzago formos žvaigždės kelias ir besikeičiančios atmosferos sąlygos priverčia žvaigždę šokinėti ir keisti spalvą. Kuo labiau trikdoma ir audringa atmosfera, tuo didesnis mirksėjimo efektas, o pašėlusiai mirksinčios žvaigždės dažnai rodo labai stiprų vėją viršutinėje atmosferos dalyje.

Dauguma planetų, kurias matome, nemirksi, nes yra arčiau Žemės ir atrodo didesnės už tolimas žvaigždes. Šviesos pluoštas, atsimušęs į Venerą, paprastai būna platesnis už zigzagus, kuriuos sukelia atmosferos lūžis, todėl nėra mirksėjimų. Mirgėjimo nebuvimas yra geras būdas atskirti planetas nuo žvaigždžių.


Kodėl žvaigždės mirksi, bet planetos - ne ?? (10 klasės žmogaus akių skyrius)

Žvaigždės šviesa yra sulenkta daug kartų ir atsitiktinėmis kryptimis, kai šviesa yra sulenkta, kai ji patenka į tankio pokyčius. Dėl šio atsitiktinio lūžio žvaigždė mirkteli - mirga.

Planetos yra arčiau Žemės ir taip pasirodo kaip maži diskai mūsų danguje.

Šių mažų diskų šviesą taip pat laužo Žemės atmosfera, nes ji keliauja mūsų akių link. Dėl akivaizdaus planetų artumo Žemei iš šių dangaus kūnų sklindanti šviesa nelabai lenkiasi dėl Žemės atmosferos. Jie taip pat nėra taškiniai šaltiniai, bet rodomi kaip diskai, jie susideda iš kelių taškinių šaltinių - šviesos, kurios ateina tuo pačiu metu. Taigi vieno taškinio šaltinio šviesos kelio nuokrypis gali atšaukti kito nukrypimą ir vidutiniškai reikštų nuolatinį blizgesį. Todėl neatrodo, kad iš mūsų Saulės sistemos planetų sklindanti šviesa mirga kaip žvaigždės.


Žiūrėti video įrašą: Mokslo sriuba: žvaigždės ir aplink jas skriejančios egzoplanetos (Sausis 2022).