Вопрос на засыпку: почему некоторые звёзды мерцают?

Если ночью в ясную погоду посмотреть на звездное небо, можно заметить, как мерцают некоторые звезды и даже меняют свой цвет. Например, звезда Сириус из созвездия Большого Пса, которая является одной из самых ярких на небе, буквально переливается всеми цветами радуги.
Это невероятно красивое явление, но почему оно происходит? И еще интереснее, почему одни объекты мерцают, а другие нет? Например, Солнце, которое тоже является звездой, не мерцает, а также не мерцает Луна и другие планеты. Более того, глядя в ночное небо, можно увидеть много звезд, которые светят ровным постоянным светом.

Многие звезды на небе мерцают и даже меняют цвет

Почему звезды изменяют яркость

Многие объекты в космосе на самом деле не совсем такие, какими мы их видим. В том числе и мерцание звезд, которое часто можно наблюдать с Земли, не имеет ничего общего с самими звездами. Все дело в том, что нас от космоса отделяет атмосфера. Она кажется абсолютно прозрачной и стабильной, но на самом деле атмосфера подвижна и напоминает многослойное, волнистое стекло.
Когда свет проходит сквозь это неоднородное “стекло”, он многократно преломляется. Причем эти преломления нестабильны из-за нескольких факторов, которые и являются причиной мерцания. Один из них — это турбулентность. Воздух в атмосфере постоянно находится в движении. Например, когда солнечная энергия нагревает воздух, теплые потоки поднимаются вверх и смешиваются с холодным воздухом.



Сириус, одна из самых ярких звезд на небе, часто мерцает и переливается разными цветами

Кроме того, воздушные потоки сталкиваются с горами и разбиваются на множество закрученных потоков. Все это становится причиной турбулентности, то есть завихрений в атмосфере, которые постоянно находятся в движении.
Еще одна причина мерцания связана с разницей плотности между различными слоями атмосферы. Причем плотность тоже непостоянна. Соответственно, как уже было сказано выше, показатель преломления воздуха непостоянен. Когда свет проходит через различные среды, каждый раз претерпевает крошечное отклонение, которое воспринимается нашим глазом как мерцание.

По этой причине профессиональные телескопы ученые устанавливают только в определенных местах, где атмосфера вносит минимальное влияние на свет космических объектов. Как несложно догадаться, такими местами являются горы.



Телескопы устанавливают в горах, чтобы минимизировать влияние атмосферы

Почему звезды меняют цвет

Изменение цвета звезд связан с теми же причинами, что и мерцание. Как известно, они светят всеми цветами радуги. Однако атмосфера служит своего рода светофильтром, то есть она подавляет часть спектра электромагнитного излучения. Например, именно по этой причине Солнце нам кажется желтым, хотя на самом деле оно является белым.
В то же время атмосфера нестабильна. Соответственно, поглощение электромагнитного излучения происходит тоже непостоянно. Это и заставляет звезды, а точнее свет, который достигает сетчатки нашего глаза, переливаться разными цветами.

Почему некоторые звезды не мигают

Итак, с мерцанием и изменением цвета звезд мы разобрались. Но почему же одни звезды мерцают интенсивно, другие еле заметно, а третьи вообще не мерцают? Все дело в том, что интенсивность мерцания зависит от нескольких разных факторов. Одним из них является видимый диаметр источника света — чем меньше диаметр, тем сильнее мерцание. По этой причине не мерцает Солнце и планеты, которые можно наблюдать при помощи любительского телескопа.



Солнце не мерцает, так как находится близко и излучает яркий свет

Также немаловажным фактором является длина волны света. Если она короткая, то свет сильнее преломляется, в результате чего мерцание становится более интенсивным. Например, звезды с красным свечением, такие как Антарес из созвездия Скорпиона, мерцают менее интенсивно, чем синие, такие как вышеупомянутая звезда Сириус.
Кроме того, мерцание более сильное, если смотреть на звезду невооруженным глазом, так как диаметр зрачка в среднем составляем 6 мм, то есть захватывает не так много света. Если же смотреть на звезду через линзу, которая собирает более широкий луч света, мерцание будет слабым или вообще не будет наблюдаться, но изображение при этом станет более размытым.



Интенсивность мерцания зависит от положения звезды не небе

Еще один важнейший фактор — положение звезды на небе. Чем больше расстояние, которое свету необходимо преодолеть в атмосфере, чтобы достичь глаза, тем более мерцающей будет казаться звезда. Это связано с тем, что свет подвергается большему влиянию турбулентности и другим процессам в атмосфере, которые вызывают мерцание. Соответственно, чем ближе звезда к горизонту, тем сильнее она мерцает, так как свет проходит по касательной, то есть преодолевает большое расстояние сквозь атмосферу.
Надо сказать, что даже в разную погоду звезды мерцают по-разному. Например, при высокой влажности, когда плотность высокая, звезды мерцают сильнее, так как в воздухе происходят более сильные колебания.