какая звезда мерцает на небе
Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами?
Довольно часто звезды на небе заметно мерцают — вспыхивают, дрожат, быстро меняют яркость. Хотя мерцание звезд мешает проведению качественных астрономических наблюдений, благодаря этому явлению ночное небо кажется живым и близким.
Особенно заметно мерцание звезд в ветреные и морозные ночи, а летом сильное мерцание указывает на приближение сильного циклона. Зимой нередко звезды вдобавок переливаются разными цветами, подобно драгоценным камням на свету. Это относится прежде всего к звездам, находящимся невысоко над горизонтом. Так, ярчайшая звезда ночного неба, Сириус, мерцает и переливается разными цветами почти всегда, привлекая к себе повышенное внимание.
Даже самые красивые фотографии ночного неба не могут передать мерцание звезд. Фото: Руслан Мерзляков
В чем причина подобных явлений?
Мерцание и переливание звезд разными цветами — это не свойства, присущие самим звездам, а явления, порождаемые земной атмосферой. Воздушная оболочка нашей планеты неспокойна: массы воздуха находятся в постоянном движении — поднимаются и опускаются, сдвигаются в разные стороны. Кроме того, они имеют разную температуру и плотность в зависимости от высоты над поверхностью Земли, атмосферных течений и еще множества факторов. Как результат, в атмосфере образуются воздушные линзы и призмы, преломляющие и отклоняющие проходящий через них свет далеких небесных светил.
Но ведь это всего лишь воздух, можете возразить вы. Как он может играть роль призмы или линзы?
Свету все равно, что перед ним — твердый материал, воздух или жидкость. Свет неизбежно преломляется на границе двух сред, имеющих разную плотность. Чем больше разница в плотности, тем заметнее преломляется свет. Классические примеры — призма или стакан с водой. Ложка, стоящая в стакане, кажется надломленной из-за преломления света на границе воздуха и воды.
Так как воздушные массы в атмосфере имеют разную плотность в зависимости от высоты, течений, образующихся то тут то там ячеек Хэдли и других факторов, то они сами по себе способны играть роль таких призм и линз, пусть и довольно слабых. Когда свет звезды проходит через линзу, он приходит к нам усиленным, когда отклоняется — приходит ослабленным. Это быстрое колебание света мы и называем мерцанием.
Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами. Источник: Natskies Observatory
Что касается переливания звезд разными цветами, то и здесь причиной является циркуляция воздуха в атмосфере. На примере обычной призмы видно, что свет разной длины волны искривляется по-разному. То же происходит и со светом звезды, когда он проходит сквозь воздушные призмы. Но до нас доходит то один цвет, то другой, то третий. Если фотографировать такую дрожащую и мерцающую разными цветами звезду очень короткими экспозициями, то на фотографиях мы увидим буквально всю палитру цветов!
Звезды мерцают гораздо сильнее у горизонта, чем в зените, поскольку их свет проходит через большую толщу воздуха. Рисунок: Bob King / Большая Вселенная
Нам осталось лишь объяснить, почему звезды, расположенные низко над горизонтом, мерцают и переливаются разными цветами гораздо сильнее, чем звезды вблизи зенита. Объяснение на удивление просто: прежде чем дойти до наших глаз, свет от низко расположенных звезд проходит через бо́льшую толщу атмосферы! Соответственно, и искажается он гораздо сильнее.
А в космосе звезды тоже дрожат и мерцают? Конечно, нет! Летая по орбите вокруг Земли за пределами плотных слоев атмосферы, космонавты наблюдают ровный и спокойный свет звезд.
Какие планеты можно увидеть невооруженным глазом
Где искать на небе Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн
Юрген Тайхман почетный профессор физики, более 30 лет курировал отдел образования и повышения квалификации в области физики в Немецком музее в Мюнхене, а также создал самую большую экспозицию в мире по теме «Астрономия»
Рассматривать звездное небо — увлекательное занятие для летних вечеров в ясную погоду, особенно за городом, где световое загрязнение не так сильно. Как находить созвездия и наблюдать Луну, мы уже рассказывали. Сегодня — о том, как увидеть невооруженным глазом планеты Солнечной системы.
На небе есть пять звезд, которые ты увидишь без телескопа, — и они сильно отличаются от тысяч других. Об этом уже знали вавилоняне, египтяне и, конечно, греки. Они назвали их планетами, что в переводе с греческого означает «странник», то есть путешественник.
Мы не видим планеты каждую ночь на одном и том же месте. Блуждающие звезды проходят через многие созвездия в течение недель или месяцев. Все пять планет не мерцают, как звезды, но временами светятся очень ярко. Ты хорошо их знаешь — это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн.
Планеты — не излучают свет сами, как Солнце, а лишь отражают его свет. Это то же самое, что на белый лист бумаги посветить лампой в темноте. Планеты вращаются вокруг Солнца как по очень близкой орбите (например, Меркурий), так и по очень далеким орбитам (например, Уран и Нептун). Поэтому Уран и Нептун можно рассмотреть только с помощью бинокля или подзорной трубы.
Наша Земля, конечно, тоже планета. Она делает полный оборот вокруг Солнца за один год. Этого греки тогда не знали, Землю нельзя было увидеть со стороны. Они только видели, что все звезды и Солнце день за днем двигаются вокруг Земли.
Греки насчитали на небе пять планет. Только со времен Коперника люди признали, что мир устроен иначе и что Земля тоже является планетой. Позже ученые обнаружили еще две планеты, которые нашли с помощью телескопа. Так в Солнечной системе оказалось 8 планет.
Как найти планеты на небе?
Есть такое стихотворение: «Мы все знаем: мама Юли села утром на пилюли». Здесь девять слов. С первой буквы каждого слова начинается название планеты: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Плутон сейчас считают карликовой планетой.
На небе действительно сложно найти Меркурий. Он расположен слишком близко к Солнцу, и поэтому иногда увидеть его можно только сразу после захода и перед восходом солнца. Но если горы, деревья или дома закрывают тебе линию горизонта, это будет сложно. У римлян и греков Меркурий (греки называли его Гермес) был посланцем богов, потому что он быстрее других планет поворачивался к Солнцу.
Как увидеть Венеру на небе
Давай начнем с Венеры. Ее орбита ближе к Солнцу, чем орбита Земли, но дальше, чем орбита Меркурия. Ты можешь наблюдать Венеру сразу после захода солнца, если посмотришь на запад, когда небо достаточно светлое, но других звезд еще не видно.
Венера светится намного ярче, чем может светить Сириус, — самая яркая неподвижная звезда. Бывало такое, что люди, которые вечером шли вместе со мной от метро домой по направлению на запад, не верили, что яркий свет перед ними — это свет звезды. Они думали, что это самолет или искусственный спутник. Венера медленно движется, опускаясь к горизонту, и через пару часов после заката исчезает за ним.
Эту планету можно увидеть утром, когда солнце еще не поднялось над горизонтом, и вечером — сразу после захода солнца. Поэтому ее иногда называют утренней или вечерней звездой. Если ты уже увидел Венеру вечером, скорее всего, и на следующие сутки ты также увидишь ее после захода Солнца. Это называется «вечерний период видимости Венеры».
Но если Венеру больше не видно по вечерам, значит, что вечерний период видимости Венеры закончился. И на вечернее небо она вернется через 19 месяцев. Если ты не хочешь ждать 19 месяцев, то можешь поискать Венеру на утреннем небе.
Таким образом, Венера периодически пропадает после заката и снова возвращается на востоке, перед появлением солнца. Но греки просто не могли поверить, что она вращается вокруг Солнца. Это доказал лишь Галилео Галилей. С помощью своего телескопа он увидел, что Венера освещается Солнцем с разных сторон, из чего стало понятно, что она движется вокруг Солнца.
Венера является поистине самым ярким и самым красивым объектом на небе. Благодаря чудесному блеску Венеру назвали в честь древнеримской богини красоты и любви. Греки же ее называли не Венерой, а Афродитой.
Можно ли увидеть Марс
Марс также очень хорошо заметен на небе: иногда его можно наблюдать на протяжении всей ночи. Это связано с тем, что он находится далеко от Солнца, — дальше, чем наша Земля. В этом и состоит различие: планеты, которые находятся ближе к Солнцу, чем Земля, мы видим только вечером или утром. А все планеты, которые находятся от Солнца дальше, чем Земля, видны всю ночь.
Существует такой день, когда Марс видно всю ночь и он оказывается выше всего над горизонтом ровно в полночь. Это значит, что Марс находится в противостоянии. Так называют взаимное расположение светил, когда Солнце, Земля и Марс находятся на одной прямой, и при этом Земля — между Солнцем и Марсом. В таком положении Марс ближе всего к Земле и полностью освещается солнцем.
К слову сказать, Марс — это единственная видимая планета, у которой есть отчетливый цвет. Его отлично видно на ночном небе в течение нескольких месяцев. В некоторые годы он светит особенно ярко, но никогда не бывает таким же ярким, как Венера.
Как найти на небе Юпитер и Сатурн
Ярче Марса, но не так ярко, как Венера, светит Юпитер. Греки его называли Зевс. Если ты увидишь Юпитер безлунной ночью, он будет самым ярким светилом на небе. Тогда его очень легко заметить. Его видно многие месяцы каждый год. Это удивительно! Ночью он движется по тому же пути, где днем проходило Солнце. Каждые 13 месяцев Юпитер оказывается в противостоянии с Солнцем и светит особенно ярко. Помнишь, с Марсом происходит нечто похожее?
Сатурн назвали в честь древнеримского бога земледелия. Греки называли его Кронос. Он был вторым по силе богом и отцом Зевса. Он съел всех своих детей, потому что боялся, что они отберут у него власть. Только Зевса (он же Юпитер) спрятала мать, и позднее он сверг своего отца.
Ты, наверное, думаешь, что у греков какие-то жестокие сказки. Я тоже так думаю. На небе Сатурн — это яркая звезда, которая светит не так ярко, как Юпитер, но всегда это очень впечатляет. Его видно на небе несколько месяцев каждый год. В июле 2020 года на ночном небе ты увидишь Сатурн, а потом он снова покажется только через 12,5 месяца. К сожалению, его удивительные кольца можно рассмотреть только в телескоп.
Почему звезды мерцают, а планеты — нет?
На самом деле неподвижные звезды сами не мерцают и не искрятся. Астронавты в космосе видят, что звезды светят спокойно. В том, что звезды мерцают, виноват воздух вокруг нашей Земли. Он как будто всегда немного дрожит. Лучше всего это заметно в жаркие летние дни, когда смотришь в окно. Тогда кажется, что воздух как будто вибрирует и на горизонте блестит что-то маленькое (например, деревья). А звезды — это маленькие точки на небе, ведь они очень-очень далеко, поэтому воздух их «подергивает».
Если посмотреть на планеты в телескоп, то ты увидишь: это не точки, а небольшие кружочки. Свет от одной части такого кружочка не искрится и не мерцает, в то время как свет от другой части «дрожит».
Почему мерцает Сириус?
Сириус в ночном небе
В это время года в северном полушарии можно увидеть созвездие Орион, рядом с которым расположена ярчайшая звезда ночного неба — Сириус.
Отыскать Сириус на небе очень просто: он находится ниже и левее от созвездия Орион, которое похоже на песочные часы. Сириус является одной из самых близких к Земле звезд, поскольку он расположен 8,5 световых лет от нас. При этом у Сириуса есть компаньон, а это значит, что он является двойной звездой (его компаньона зовут Сириус-Б). Если Вы посмотрите на Сириус невооруженным глазом, то вскоре заметите как он мерцает разными цветами. Но почему?
Вообще, мерцают все звезды, не только Сириус. Их свет долго путешествует, прежде чем достигнет земной атмосферы, которая состоит из азота, кислорода и других газов. Атмосфера Земли, как известно, циркулирует, таким образом ветер и потоки воздуха искажают свет звезд, который проходит через них. Это приводит к тому, что свет слегка искажается, и нам кажется, что звезды мерцают. В качестве примера, вспомните, как раскаленный асфальт на дороге или земля в пустыне искажает объекты на горизонте.
Итак, мерцание Сириуса — это иллюзия, фокус Вселенной. Однако Вы можете спросить: почему мерцание заметнее именно у Сириуса? Во-первых, он является очень яркой звездой, что усиливает эффект мерцания от атмосферы. Во-вторых, он находится очень низко в атмосфере северного полушария. Тем самым, мы смотрим на него сквозь очень плотную часть атмосферы, которая содержит много различных частиц и пыли. Кстати, именно они являются причиной красочного восхода и заката.
Эта оптическая иллюзия — огромная проблема для астрономов и некоторых больших телескопов, поэтому они используют специальное оборудование, чтобы снизить влияние атмосферы.
Почему звезды мерцают и переливаются разными цветами?
Вглядываясь в бесконечное ночное небесное пространство, можно увидеть, как переливаются и мерцают разными цветами космические тела. Кажется, что одни вспыхивают и затухают, другие — дрожат, а третьи — вообще меняют свою яркость. Ученые приводят научные объяснения тому, почему звезды мерцают, а также из-за чего это явление особенно заметно в морозную или ветреную ночь. Создается впечатление, что само мироздание способно ввести человека в необъяснимый транс.
Причины свечения небесных тел
Звезды и другие космические объекты, которые человек способен видеть невооруженным глазом в ночное время, — это небесные тела, имеющие гигантские размеры. Их невозможно оценить с земли, они кажутся миниатюрными точками, но на самом деле, их свечение настолько яркое, что преодолевает огромное расстояние до поверхности планеты.
Звезды имеют преимущественно форму неправильного шара, неровные края, а состоят из газа. Внутри них происходит непрекращающаяся термоядерная реакция. Из-за постоянно протекающих процессов газовое содержимое накаляется, возникает свечение. На самом деле, излучение — это относительно ровный и непрерывный поток. Иллюзию мерцания можно увидеть, находясь только на поверхности Земли.
Проходя через атмосферу, лучи преодолевают огромное расстояние, барьер между космосом и планетой. Эта дистанция характеризуется неоднородным составом, все слои имеют разную температуру и показатели плотности, что способствует многократному преломлению света. Благодаря таким физическим процессам, человек может наблюдать такой необычный оптический эффект, как звездное мерцание.
Однако если наблюдать за небесными телами с другого ракурса, например, с поверхности Луны, некоторых других планет или с борта космического корабля, то можно увидеть, что звезды не моргают. Это объясняется полным отсутствием атмосферы, свечение космических тел становится непрерывным и ровным.
Атмосфера разнородна не только по плотности, она еще и постоянно движется:
Движение атмосферного состава способствует рассеиванию и разложению свечения на спектры, при этом преломляя их. Физики объясняют это, как работу кривой линзы с изменяющимся углом. Другими словами, человек смотрит на звезды сквозь огромную призму.
Наиболее ярко и разными цветами переливаются те небесные тела, которые расположены не слишком высоко над горизонтом. Самой яркой звездой, привлекающей к себе внимание практически в любое время года, является Сириус. А согласно народным приметам, летом сильное мерцание указывает на приближающееся резкое изменение погоды из-за сильного циклона.
Необычайно красивое свечение мешает ученым проводить астрономические наблюдения, однако именно это явление позволяет небу выглядеть таким близким и живым.
Зависимость оттенка мерцания от температуры
Прежде всего, стоит отметить, что каждая из звезд имеет собственный цвет. Этот параметр зависит от температурных показателей и интенсивности происходящей внутри термоядерной реакции. Чем больше градус, тем ближе оттенок небесного тела к голубоватому или белому. Именно они являются самыми горячими, превосходя даже солнечную поверхность. Желтые и красные звезды холоднее.
Пронаблюдать смену цветов при нагревании можно на примере накаливания металлической поверхности. По мере нагрева окраска исходного материала будет меняться от ярко-красного до ослепительно белого при самой высокой температуре. В зависимости от того, какой свет испускают небесные тела, астрономы определяют их приблизительный возраст:
Так, Солнце, имеющее ярко-оранжевое свечение, на сегодняшний день можно отнести к «средневозрастной категории». Именно такой теорией ученые объясняют, почему звезды мерцают разными цветами.
Особенности излучения планет
Следует иметь в виду, что не все космические объекты, заметные на ночном небосводе, имеют способность загадочно мерцать и сверкать. Планеты не излучают свет, их можно отличить по внешнему виду даже издалека: они имеют форму не точек, а горящего диска с четко очерченными, ровными краями. Это звезды, которые миллионы лет назад погасли и в составе которых уже нет газа.
Сами по себе планеты не светятся, а только являются поверхностью для отражения лучей расположенного рядом небесного тела. В известной человеку системе таковым является Солнце.
Еще один признак, по которому планеты можно отличить невооруженным глазом, — их перемещение на фоне звездного неба. С Земли без профессиональных приборов хорошо видны Юпитер и Венера с желтоватым свечением, иногда появляется Марс с характерным красным диском. Другие погасшие космические гиганты можно наблюдать только при помощи астрономической техники.
К счастью, любоваться красотой небосвода, зная, почему мигают звезды, и как их отличить от планет, можно без приборов. Безоблачной ночью в местах, где нет ярких городских огней, это удивительное явление восхищает и завораживает, успокаивает и заставляет мечтать.
Как и почему звезды мерцают на ночном небе?
В мире много интересного. Мерцание звезд – одно из самых удивительных явлений. Сколько всевозможных поверий связано с этим явлением! Неизвестное всегда пугает и притягивает одновременно. Какова же природа такого явления?
Влияние атмосферы
Астрономы сделали интересное открытие: мерцание звёзд никак не связано с их изменениями. Тогда почему звезды мерцают на ночном небе? Всё дело в атмосферном движении потоков холодного и горячего воздуха. Где проходят тёплые слои над холодными, там образуются вихри воздуха. Под действием этих вихрей лучи света искажаются. Так световые лучи искривляются, изменяя видимое положения звезд.
Интересен тот факт, что звёзды вообще не мерцают. Такое видение создается на земле. Глаза наблюдателей воспринимают свет, исходящий от звезды, после его прохождения сквозь атмосферу. Поэтому на вопрос о том, почему звезды мерцают, можно ответить, что звёзды не мерцают, а то явление, которые мы наблюдаем на земле, – это искажение света, прошедшего путь от звезды сквозь атмосферные слои воздуха. Если бы таких движений воздуха не происходило, то и мерцания не наблюдалось бы, даже от самой далёкой звезды в космосе.
Научное объяснение
Если раскрыть более подробно вопрос о том, почему звезды мерцают, то стоит отметить, что этот процесс наблюдается тогда, когда свет от звезды переходит из более плотного атмосферного слоя в менее плотный. К тому же, как было сказано выше, эти слои постоянно перемещаются относительно друг друга. Из законов физики известно, что тёплый воздух поднимается, а холодный, наоборот, опускается. Именно тогда, когда свет проходит эту границу слоёв, мы и наблюдаем мерцание.
Проходя сквозь слои воздуха, разные по плотности, свет звезд начинает мерцать, а их очертания расплываются и изображение увеличивается. При этом интенсивность излучения и, соответственно, яркость тоже меняются. Таким образом, изучая и наблюдая вышеописанные процессы, учёные поняли, почему звезды мерцают, а их мерцание различается по интенсивности. В науке такое изменение световой интенсивности называется сцинтилляцией.
Планеты и звёзды: в чём разница?
Ещё с древних времён человечество научилось по звездам ориентироваться в пространстве. В те времена, когда точные приборы не были изобретены, небо помогало найти верный путь. И сегодня эти знания не утратили своего значения. Астрономия как наука зародилась в 16 веке, когда впервые изобрели телескоп. Вот тогда и стали вплотную наблюдать свет звезд и изучать законы, по которым они мерцают. Слово астрономия в переводе с греческого – это «закон звёзд».
Наука о звёздах
Астрономия изучает Вселенную и небесные тела, их движение, расположение, строение и происхождение. Благодаря развитию науки, астрономы объяснили, чем мерцающая звезда на небе отличается от планеты, каким образом происходит развитие небесных тел, их систем, спутников. Эта наука заглянула далеко за границы Солнечной системы. Пульсары, квазары, туманности, астероиды, галактики, чёрные дыры, межзвёздное и межпланетное вещество, кометы, метеориты и всё, что касается космического пространства, изучает наука астрономия.
На интенсивность и цвет мерцающего звёздного сияния влияет ещё высота атмосферы и приближённость к горизонту. Нетрудно заметить, что звёзды, расположенные близко к нему, светят ярче и переливаются разными цветами. Особенно красивым становится это зрелище в морозные ночи или сразу после дождя. В эти моменты небо безоблачно, что способствует более яркому мерцанию. Особое сияние у Сириуса.
Атмосфера и звёздное сияние
При желании наблюдать за звёздным мерцанием следует понимать, что при спокойной атмосфере у зенита это возможно только изредка. Яркость светового потока постоянно меняется. Это опять-таки связано с отклонением световых лучей, которые неравномерно концентрируются над земной поверхностью. На звёздный пейзаж влияние оказывает и ветер. При этом наблюдатель звёздной панорамы постоянно оказывается попеременно в затемнённой или освещённой области.
При наблюдении за звёздами, расположенными на высоте более 50°, изменение цвета не будет заметным. А вот звёзды, которые находятся ниже 35°, будут мерцать и менять цвет довольно часто. Очень интенсивное мерцание говорит о неоднородности атмосферы, что непосредственно связано с метеорологией. Во время наблюдения за звёздным мерцанием было замечено, что оно имеет свойство усиливаться при пониженном атмосферном давлении, температуре. Усиление мерцания можно заметить также при увеличении влажности. Однако предсказывать погоду по сцинтилляции нельзя. Состояние атмосферы зависит от большого числа различных факторов, что не позволяет делать выводы о погоде только по звёздному мерцанию. Безусловно, некоторые моменты работают, но до сих пор это явление имеет свои неясности и загадки.