Посмотрите на небо ясной ночью в тёмном месте, и вам покажется, что звёзды мерцают. Эта концепция настолько себя хорошо зарекомендовала, что стала предпосылкой одной из самых популярных детских песен всех времён. Речь, конечно же, о «Twinkle, Twinkle, Little Star» (с англ. — «Сияй, сияй, маленькая звёздочка»).
Но что за наука стоит за этим блестящим зрелищем? Что такого есть в звёздах, что заставляет их мерцать?
Оказывается, «Twinkle, Twinkle, Little Star» — это немного некорректное название.
Изображение: Unsplash/Emilio Garcia
На самом деле звёзды не мерцают
Честно говоря, звёзды вообще-то не мерцают. Мерцание, которое мы видим, не имеет ничего общего с самими звёздами. Скорее, это результат того, как мы видим их с нашей точки зрения, расположенной на Земле.
Поскольку звёзды находятся достаточно далеко, мы видим их как крошечные точки света в ночном небе.
«Звёздный свет преодолевает большое расстояние, чтобы ясной ночью достичь наших глаз», — объяснил Райан Френч (Ryan French), физик-солнечник из Университетского колледжа Лондона в Великобритании.
После нашей собственной звезды, Солнца, среднее расстояние 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 нашей планеты.
На пути к нашим глазам этот свет от далёких звёзд сталкивается с земной атмосферой — ключевой фактор эффекта мерцания.
«Когда эта точка света достигает атмосферы, она проходит через слои колеблющегося воздуха, прежде чем достичь наших глаз, заставляя её мерцать», — рассказал Френч.
Так что именно колеблющаяся атмосфера Земли заставляет звёзды мерцать. В космосе, высоко над атмосферой, звёзды вообще не мерцают. (Это одна из причин, по которой космический телескоп Хаббл был отправлен на орбиту: там он может получать более чёткие изображения космоса без искажения изображений атмосферной турбулентностью.)
Почему некоторые звёзды мерцают сильнее, чем другие
На то, насколько сильно мерцает звезда, влияют многие факторы. Одним из них является место звезды в нашем поле зрения.
«Звёзды будут мерцать сильнее, если их звёздный свет проходит через большее количество воздуха, прежде чем достигнет наших глаз», — сказал Френч.
Поэтому кажется, что звёзды у горизонта мерцают сильнее, — потому что их свет, чтобы добраться до нас, должен проходить через большее количество атмосферы.
Погода в этом случае тоже отыгрывает не последнюю роль.
«Пасмурные ночи в состоянии делать воздух более густым», — поведал Френч, что заставляет звёзды мерцать интенсивнее.
Эти вопросы помогают астрономам ориентироваться, когда они решают, где разместить самые большие и лучшие в мире телескопы.
«Обсерватории располагаются в высоких и сухих местах, чтобы удалить как можно больше лишнего воздуха между звездой и телескопом», — подчеркнул Френч.
Такие идеальные места включают сухую пустыню Атакама в Чили, а также вулканические вершины Гавайских островов и испанских Канарских островов. Эти места являются примерами мест с тем, что астрономы называют хорошей «видимостью».
«Плотный воздух, вызывающий сильное колебание или мерцание, ухудшает видимость, в то время как сухой, спокойный и разрежённый воздух создаёт хорошую видимость», — говорит учёный.
При взгляде на ночное небо, вы также можете заметить, что некоторые звёзды в процессе своего мерцания ещё и меняют цвет. Сириус, самая яркая звезда на ночном небе Земли, является классическим примером.
«Звёздный свет немного преломляется атмосферой, что может приводить к изменению его цвета», — сказал Френч.
Данный эффект более заметен на примере более ярких звёзд.
На небе вы также можете лицезреть несколько «звёздочек», которые вообще не мерцают. Это происходит потому, что они на самом деле планеты.
«В отличие от звёзд, планеты не являются точечными источниками на небе, а имеют ширину, — рассказал Френч. — Это потому, что они намного ближе к нам.»
Другими словами, они слишком велики в ночном небе, чтобы атмосфера могла заставить их мерцать.
Однако, если вы посмотрите на планеты или даже на Луну в телескоп, вы всё равно увидите, что они кажутся мерцающими, поскольку свет, который вы видите, был отброшен атмосферой на пути к вашим глазам.
