Антенны Атакамской большой антенной решетки миллиметрового/субмиллиметрового диапазона (ALMA) на фоне великолепия Млечного Пути (Иллюстрация: ESO/Б. Тафреши (twanight.org))
Посмотрите на небо в ясную ночь в темном месте, и вам покажется, что звезды мерцают. Эта концепция настолько хорошо известна, что стала основой для одной из самых популярных детских песен всех времен.
Но какая наука стоит за этим мерцающем зрелищем? Что такого в звездах, что заставляет их мерцать?
Оказывается, «мерцай, мерцай, маленькая звезда» – это немного неправильное название.
На самом деле звезды не мерцают
Честный ответ на вопрос, почему звезды мерцают, заключается в том, что этого не происходит. Мерцание, которое мы видим, не имеет никакого отношения к самим звездам. Скорее, это результат того, как мы видим их с нашей позиции на Земле.
Поскольку звезды находятся так далеко, мы видим их как крошечные точки света в ночном небе.
«Звездный свет проходит огромное расстояние, чтобы достичь наших глаз в ясную ночь,» – говорит Райан Френч, специалист по физике Солнца из Университетского колледжа Лондона в Великобритании. После нашей собственной звезды, Солнца, среднее расстояние от которого до Земли составляет 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 некоторые звезды мерцают сильнее, чем другие
На то, насколько сильно звезда мерцает, влияет множество факторов. Одним из них является место звезды в поле нашего зрения.
«Звезды мерцают сильнее, если их свет проходит через большее количество воздуха, прежде чем попасть в наши глаза,» – говорит Френч, поэтому звезды у горизонта мерцают сильнее, потому что их свету приходится проходить через большее количество атмосферы, чтобы добраться до нас.
Погода также играет свою роль. «Влажные ночи делают воздух более плотным, поэтому звезды кажутся более мерцающими,» – говорит Френч.
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,» – сказал Френч.
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, приводит к плохой видимости, в то время как сухой, спокойный и разреженный воздух создает хорошую видимость.»
Когда вы смотрите на ночное небо, вы можете заметить, что некоторые звезды при мерцании переходят из одного цвета в другой. Сириус, самая яркая звезда в ночном небе Земли, является классическим примером.
«Звездный свет немного преломляется [изгибается] атмосферой, что может привести к изменению его цвета,» – говорит Френч. Этот эффект более заметен у более ярких звезд.
Вы также можете заметить несколько «звезд», которые вообще не мерцают. Это связано с тем, что они на самом деле являются планетами. «В отличие от звезд, планеты не являются точечными источниками на небе, а имеют ширину,» – сказал Френч. «Это связано с тем, что они находятся гораздо ближе к нам.» Другими словами, они слишком велики на ночном небе, чтобы из-за атмосферы они казались мерцающими.
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, проходит сквозь атмосферу по пути к вашим глазам.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
