Почему звезды светят: физика или химия? Почему звезды на небе мерцают

Вы замечали, каким тихим и безмятежным кажется звездное небо? И стоит только на минуту остановиться и заглянуть в него, как наступает некое блаженное оцепенение.

Кажется, само мироздание вводит в этот необъяснимый транс, пытается сказать важное, напомнить, что вы с ним единое целое. И звезды мерцают неспешно и ласково, как будто понимающе, по-родственному, подмигивают. Приглашают в путешествие по Вселенной.

Из-за чего свет звезд становится мерцающим?

Звезды - небесные тела гигантских размеров. От Земли они находятся на расстоянии многих световых лет. Вот почему мы видим их маленькими точечками. Состоят они из газа, имеют форму шаров с неровными краями.

Внутри звезды происходит термоядерная реакция, которая накаляет газовый состав небесного тела, поэтому оно светится. Излучение настолько сильное, что лучи преодолевают громадные космические дистанции, и мы можем его видеть.

На самом деле свет звезды относительно ровный и постоянный. Иллюзия мерцания присутствует только здесь, на Земле. Лучи света проходят через атмосферу, она создает своеобразный барьер между нами и космосом.

Сама атмосфера неоднородная, ее слои разной температуры, и, соответственно, разной плотности. Они по-разному преломляют свет. Мы же это видим как мерцание звезд. Это просто красивый оптический эффект.

Если, например, разглядывать звезды с космического корабля, с Луны или другой планеты, где нет атмосферы, их свечение будет ровным и непрерывным. Все серьезные научные обсерватории стараются устанавливать как можно выше в горах. Там атмосферные слои менее плотные и мигание меньше отвлекает от наблюдений.

Почему они светятся разными цветами?

Кто любит наблюдать за ночным небом, не раз замечал, что оно не просто мерцает, но еще и создает своеобразную «цветомузыку». С Земли мы видим мигание разными цветами: синим, красным, белым, желтоватым. Иногда случается, что одна и та же звезда рядом стоящим людям может «подмигивать» различными оттенками.

Эта красота достигается совпадением нескольких факторов.

Зависимость цвета звезды от ее температуры и возраста

Во-первых, сами звезды имеют различный цвет. Он зависит от интенсивности, температуры термоядерной реакции. Чем выше градус - тем ближе окрас небесного тела к белому или голубому.

Самые холодные звезды - красные. Вы можете пронаблюдать это действо смены цветов, если станете нагревать металл. В зависимости от степени накаливания он будет менять окраску от красного до белого в точке самой высокой температуры.

По температуре и цвету этих небесных светил астрономы научились определять их возраст. Век звезды конечен. Он начинается со взрыва (в этот период звезда имеет самую высокую температуру) и белое или голубое свечение.

При постепенном снижении интенсивности реакций, цвет меняется и светит сначала желтоватыми, а затем - красными оттенками в конце своего цикла. Цвет главного источника земной жизни, нашей звезды - Солнца, сейчас светло-желтый. То есть она - «дама» среднего возраста, в самом расцвете сил.

«Кривая линза» атмосферы

Во-вторых, наша атмосфера не только разнородна по плотности, но и подвижна. В ней происходят постоянные движения, перемещения слоев и различные завихрения масс воздуха. Поэтому она устраивает нам не только перебои-мигания лучей света.

Ее движущийся состав еще и рассеивает, раскладывает свечение на спектры и преломляет их. Это похоже на работу кривой линзы, причем угол кривизны в ней постоянно меняется. Получается, что мы рассматриваем разноцветные звезды на небе через большую, постоянно движущуюся «линзу».

Почему планеты не мерцают?

Но не все небесные светила загадочно мерцают нам из космоса, некоторые дают равномерное, постоянное свечение. Это планеты. Звезды мигают, а планеты нет.

Их легко отличить еще и по форме. Планеты мы видим не как точку, а как светящиеся диски, у них четкие ровные края. Считается, что планеты - это погасшие звезды и состав их не газообразный, а плотный, поэтому их контуры и не размыты, как у звезд.

Откуда тогда свет? Планеты сами не светятся, они лишь отражают лучи находящегося рядом звездного светила. В нашей системе - это Солнце. Кроме того, они расположены намного ближе к поверхности Земли. По этим двум причинам атмосферная «линза» «показывает» их нам крупнее и без мерцания.

Какие планеты видны с Земли без телескопа?

Самые заметные планеты, которые можно увидеть без специальных приборов - Венера и Юпитер. Венера - самая яркая, очень хорошо видна на заре и вечером, Юпитер - немного бледнее. Обе они желтые.

Время от времени можно обнаружить на небе и Марс - небольшой, светящийся красным диск. Остальные погасшие звезды Солнечной системы можно увидеть только с помощью мощной техники.

Зато, чтобы любоваться далекими, но горящими звездами, достаточно просто безоблачной погоды. Особенно красиво и заметно их мерцание в морозные ночи или после дождя.

Видео: в чем причины звездного мерцания?

Отличить простым глазом неподвижную звезду от планеты очень легко: планеты сияют спокойным светом, звёзды же мерцают. А яркие звёзды невысоко над горизонтом ещё и переливаются разными цветами. Особенно сильно и красочно звёзды мерцают в морозные ночи и в ветреную погоду, а также после дождя, когда небо быстро очистилось от туч.

Дело в том, что мерцание - это не свойство, присущее самим звёздам. Если мы взглянем на звезды в открытом космосе, где нет атмосферы, мы не заметим мерцания звёзд: они сияют там спокойным, постоянным светом. Причина мерцания - земная атмосфера, через которую лучи звёзд должны пройти, прежде чем достигнуть глаза. Приблизительно то же происходит, когда в жаркие дни почва сильно нагрета Солнцем. Звёздному свету в этом случае приходится пронизывать не однородную среду, а газовые слои различной температуры, различной плотности, а значит, и различной преломляемости.

Лучи света претерпевают многочисленные отклонения от прямого пути, то сосредотачиваясь, то рассеиваясь. Отсюда - частые изменения яркости звезды. Атак как преломление сопровождается цветорассеянием. то наряду с колебаниями яркости наблюдаются и изменения окраски.

Почему же планеты, в отличие от звёзд, не мерцают, а светят ровно, спокойно? Планеты гораздо ближе к нам, чем звёзды. Поэтому они представляются глазу не точкой, а светящимся кружочком, диском, хотя и столь малых угловых размеров, что вследствие их слепящей яркости эти угловые размеры почти неощутимы. Каждая отдельная точка такого кружка мерцает, но перемены яркости и цвета отдельных точек совершаются независимо одна от другой, в разные моменты времени, а потому восполняют друг друга; ослабление яркости одной точки совпадает с усилением яркости другой, так что общая сила света планеты остаётся неизменной. Отсюда - спокойный, немерцающий блеск планет.

То есть планеты представляются нам немерцающими потому, что мерцают сразу во многих точках, но в разные моменты времени.

Даже не будучи астрономом, вы можете легко отличить на ночном небе звезды от планет. Планеты светят ровным светом и с Земли похожи на крохотные кружочки с ровными краями.


Звезды же такого свечения не дают – они словно мерцают и переливаются, причем могут принимать разные оттенки. Почему так происходит?

Звездный свет и земная атмосфера

Видимое человеческому глазу звездное мерцание – это не свойство звезд, а особенность зрительного восприятия с Земли. Вы, наверное, замечали, что особенно красочно происходит мерцание звезд в морозные ночи или сразу после дождя?

Дело в том, что причиной мерцания звезд является атмосфера . Звезды излучают свет, который по пути к Земле проходит через слои атмосферы, а она, как известно, неоднородна.

Лучам звездного света нужно проникнуть через участки атмосферы с разной плотностью и температурой, а это напрямую влияет на преломление световых лучей. Участки слоев газа разной плотности делают это преломление разнонаправленным.


Не стоит забывать и о том, что массы воздуха подвижны: теплые потоки поднимаются вверх, холодные опускаются к поверхности Земли. В зависимости от своей температуры, воздух по-разному преломляет свет. Когда свет звезды переходит из слоя атмосферы с высокой плотностью в участок с меньшей плотностью и наоборот, он становится мерцающим. Меняется и сама яркость звезд: они то тускнеют, то снова сияют.

Ученые называют этот процесс сцинтилляцией. Кроме того, на процесс излучения света от звезд влияют турбулентные вихри, которые движутся в разных направлениях на различных высотах.

Разные участки атмосферы действуют на луч света, как линзы с постоянно меняющейся кривизной. Лучи, проходя через эти своеобразные «линзы», то рассеиваются, то вновь сосредотачиваются. Это сопровождается и рассеиванием цвета, поэтому низко расположенные над горизонтом звезды могут менять свой оттенок.

Чем выше от Земли, тем менее заметно звездное мерцание – слой атмосферы становится тоньше, оптическое воздействие на лучи света уменьшается. Именно по этой причине научные обсерватории обычно обустраивают как можно выше в горах – оттуда проще наблюдать за звездами, не отвлекаясь на сильное мерцание.

В космосе нет атмосферы, и, по словам космонавтов и по имеющимся снимкам с космических телескопов, звезды там светят ровным и спокойным светом.

Почему не мерцают планеты?

Планеты светят равномерным светом в первую очередь потому, что расположены гораздо ближе к поверхности Земли, чем звезды. Мы видим звезды, как мерцающие точки, планеты же воспринимаются глазом как небольшие диски, которые за счет своей яркости кажутся абсолютно круглыми. Дело в том, что планеты по своей природе тем и отличаются от звезд, что не излучают собственный свет, а отражают посторонний.

От одних участков планеты свет отражается интенсивнее, от других – слабее, а спустя буквально секунду интенсивность отражения меняется. При этом средняя интенсивность отражения лучей света от планеты остается неизменной, и с точки зрения человека свет от небесного тела остается ровным и спокойным.

Иными словами, планеты тоже мерцают, но с разной, постоянно меняющейся интенсивностью в разных точках, и эти перемены яркости отражения в разные моменты времени восполняют друг друга. Общее же отражение света от планеты остается постоянным.

Самые яркие планеты Солнечной системы, видимые с Земли невооруженным глазом, – Венера и Юпитер. Венера хорошо заметна на утреннем и вечернем небосклоне, на фоне зари; она светится ровным желтым светом. Венера – третья по яркости в небе (если смотреть с Земли) и Луны. Блеск Юпитера чуть слабее, и эта планета также имеет желтый оттенок.


В последние десятилетия периодически очень заметен на небосклоне становится Марс. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, тоже довольно яркая, но распознать ее можно, только обладая определенными знаниями.

Из-за того, что Меркурий находится максимально близко к Солнцу, он скрывается в его лучах, и увидеть планету легко только тогда, когда она удаляется от светила на определенное расстояние. Обычно это происходит на рассвете или на закате.

Вечный кайф. Всем звездных выходных!)

Текст песни под катом

БГ и А.Васильев "Песня о Звёздах "

Ни дождика, ни снега,
Ни пасмурного ветра
В полночный безоблачный час.

Распахивает небо
Сияющие недра
Для зорких и радостных глаз.

Сокровища вселенной
Мерцают, словно дышат,
Звенит потихоньку зенит.

А есть такие люди,
Они прекрасно слышат,
Как звезда с звездою говорит.

Здравствуй! - Здравствуй!
- Сияешь? - Сияю.
- Который час? - Двенадцатый примерно.

Там, на Земле, в этот час
Лучше всего видно нас.
- А как же дети?
- Дети? Спят, наверно.

Как хорошо, от души
Спят по ночам малыши.
Весело спят, кто в люльке, кто в коляске.

Пусть им приснится во сне,
Как на Луне, на Луне
Лунный медведь вслух читает сказки,
Лунный медведь вслух читает сказки.

А тем, кому не спится,
Открою по секрету
Один замечательный факт.

Вот я считаю звезды,
А звездам счета нету.
И это действительно так.

Смотрите в телескопы
И тоже открывайте
Иные миры и края.

Но только надо, чтобы
Хорошая погода
Была на планете Земля.

Там, высоко-высоко
Кто-то пролил молоко,
И получилась млечная дорога.

А вдоль по ней, вдоль по ней
Между жемчужных полей
Месяц плывет, как белая пирога.

А на Луне, на Луне,
На голубом валуне
Умные люди смотрят, глаз не сводят,

Как над Луной, над Луной
Шар голубой, шар земной
Очень красиво всходит и заходит,
Очень красиво всходит и заходит.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ:
| | | | | | | | | | | | |

На вечернем небе января ярким бриллиантом сияет ВЕНЕРА (m= - 4.0)* .

ВЕНЕРУ невозможно не заметить: после захода Солнца она первой появляется на небе, когда других звезд ещё не видно. Ярчайшей звездой сияет она на темном зимнем небе на юго-западе невысоко над горизонтом: на высоте 12-20 градусов. Но видна она непродолжительное время: в начале месяца она заходит за горизонт после восьми часов вечера - на 3 часа позже Солнца, в конце месяца – около десяти часов вечера и продолжительность её видимости увеличивается до 3-х часов 40 минут. Движется по созвездию Козерога, 11 января переходит в созвездие Водолея.

В конце месяца на вечернем небе появляется МЕРКУРИЙ (m= - 0.5), но видимость его оставляет желать лучшего. Заходит он всего на 40 минут позже Солнца и его трудно отыскать у горизонта на фоне светлого неба. Почти весь месяц он прячется в лучах Солнца. 10 января он находится в верхнем соединении с Солнцем и появляется на вечернем небе только в конце месяца.

* Яркость планет и звезд выражается в звез дных величинах “m ” (чем ярче звезда или планета, тем меньше ее звездная величина).

СОЗВЕЗДИЯ НА ВЕЧЕРНЕМ НЕБЕ

Над южным горизонтом видны созвездия Кита , Рыб , Овна , Треугольника , Андромеды , Кассиопеи . У самого горизонта – созвездия Эридана и Печи .


Вид звездного неба над южным горизонтом 15 января в 20:00

На юго-востоке видны красивые зимние созвездия, богатые яркими звездами, которые ближе к полуночи поднимаются высоко в небо и видны на юге. Это созвездие Ориона с его яркими звездами Бетельгейзе и Ригель; созвездие Малого Пса с яркой звездой Процион; созвездие Близнецов со звездами Кастор и Поллукс; созвездие Тельца с оранжевой звездой-гигантом – Альдебараном. Близко от зенита видна очень яркая желтоватая звезда Капелла - главная в созвездии Возничего . И восходит созвездие Большого Пса с самой яркой звездой нашего неба – Сириусом.


Вид звездного неба на юго-востоке 15 января в 20:00

На севере видно созвездие Цефея , Малой Медведицы с Полярной звездой, которая «висит» над точкой севера, и Большой Ковш из созвездия Большой Медведицы . Между созвездиями Малой и Большой Медведицей протянулось созвездие Дракона с его главной звездой Этамин.


Вид звездного неба над северным горизонтом 15 января в 20:00

На западе заходят за горизонт осенние созвездия: Пегас и Андромеда, летние созвездия: Лира с яркой Вегой, Лебедь с Денебом и самые маленькие созвездия нашего неба: Малый Конь и Дельфин . У горизонта в созвездии Водолея сияет ярчайшая Венера.