> > Почему звезды мерцают

Для детей будет интересно узнать, почему звезды мерцают разными цветами на небе: сколько звезд можно увидеть в небе, преломление света в атмосфере Земли, Хаббл.

Расскажем о том, почему звезды мерцают на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.

Для самых маленьких и любопытных будет интересно услышать ответ, тем более что невероятно красиво смотрятся в небе мерцающие звезды. В чем же дело? Если сосредоточиться на конкретной звезде, то можно заметить, что она сверкает. Чтобы объяснить детям процесс, родители или учителя в школе должны углубиться в науку и вспомнить о «звездной сцинтилляции» (так называется мерцание). Без использования техники можно различить до 6000 звезд.

Дети должны знать, что звезды мерцают, потому что мы смотрим на них сквозь атмосферу, в которой постоянно движется воздух. Свет преломляется (изгибается) в различных направлениях, что и вызывает эти блики.

Чтобы дать полное объяснение для детей касательно мерцающих звезд, следует также отметить, что цвет свечения может меняться. Сам свет включает в себя весь спектр (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый). Он идет к нам в виде волны на разных частотах (каждая частота – конкретный цвет). Так как луч изгибается под большим углом, то меняет скорость при входе в атмосферу. Это и приводит к тому, что сверкание становится многоцветным. Это можно проверить, если взять призму. Свет будет преломляться, и вы получите радугу.

Тогда у самых маленьких может возникнуть вопрос: а почему планеты не мерцают? Потому что они расположены ближе к нам. Звезды находятся далеко, и свет проходит огромную дистанцию. А планеты ближе и не производят свой свет, а отражают солнечный.

Дети должны знать: чем ближе звезды к горизонту, тем больше мерцают. Так происходит потому, что в этих местах гуще атмосфера. Если бы мы оказались в космосе, то никакого мерцания не заметили, потому что свет не искажается. Именно поэтому космический телескоп Хаббла так важен. Он уже находится в космосе и может изучать объекты без помех.

Земные телескопы также могут разглядеть звезды без сверкания. Для этого используются сложные зеркала, которые не перестают двигаться. С их помощью свет концентрируют в последовательный луч, чтобы уменьшить влияние атмосферной турбулентности. Это называют адаптивной оптикой, которая помогает более четко видеть звезды. Теперь вы понимаете, почему звезды мерцают. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике объектов космоса.

Космос всегда манил человека, на его исследование были потрачены колоссальные ресурсы, как человеческие, так и финансовые. Множество великих людей на протяжении всей своей жизни занимались проблемами изучения нашей Вселенной, чтобы сегодня мы имели достаточную теоретическую и практическую базу. Теперь каждый школьник может узнать, почему звезды мерцают, есть ли жизнь на Марсе, за счет чего планеты движутся в пространстве и многое другое.

Что такое звезда?

Звезды представляют собой огромные небесные тела , состоящие из газа гиганты с мощной гравитацией:

• Начали формироваться сразу после появления Вселенной.
• За счет силы притяжения большие частицы захватывали более мелкие, постепенно формируя газовый шар.
• Ученые считают, что предшественниками звезд были туманности. Зарождающаяся звезда собирала все вещество, которое было доступно ее гравитации.
• Мерцающие на небе точки, на самом деле, «кузницы Вселенной». В них ежесекундно протекают сложные ядерные реакции, и происходит выделение водорода.
• Только благодаря свету, энергии и теплу, которые дает звезда, возможно существование органической материи. Речь не обязательно о разумной жизни, без света и энергии ничто живое не сможет существовать, в принципе.

Расстояние до всех звезд измеряется в световых годах, только до Солнца «всего лишь» несколько световых минут.

Учитывая современный уровень развития, человечество никогда не сможет посетить даже ближайшую звездную систему, если не произойдет никакого резкого скачка научного прогресса. Необходимо что-то принципиально новое.

Почему звезды светятся?

Если посмотреть на небо в темное время суток, можно увидеть настоящую цветомузыку - периодически звезды мерцают, светя то сильнее, то неожиданно угасая на несколько секунд. Это выглядит красиво и, к счастью, для развития эпилептического припадка такого мерцания недостаточно.

Раз речь идет о газовых гигантах, удаленных на колоссальные расстояния от Земли , можно предположить, что дело не в самих звездах.

Где-то в космосе огромная звезда на секунду погасла или наоборот, стала ярче светить? Да на ближайших планетах это сказалось бы плачевно, учитывая энергетические выбросы.

На самом деле, тайна мерцающих звезд кроется в земной атмосфере . Точнее, в ее неоднородности:

1. После дождя.
2. В жаркую погоду.
3. При сильном или постоянном ветре.
4. В морозную ночь.

Причина в том, что воздушные массы неравномерно прогреваются и постоянно смещаются . В результате свету звезд необходимо преодолеет не однородную атмосферу, а такую вот «воздушную мозаику».

Если когда-то космические полеты станут общедоступными, каждый сможет убедиться, что в вакууме небесные тела источают постоянный ровный свет.

Почему падают звезды?

В августе всегда можно найти повод выбраться ночью на природу, ведь астрономы каждый год заранее напоминают о «звездопаде». На самом деле, положение звезд не изменяется в пространстве и уж тем более, огромные газовые шары не падают на поверхность Земли.

Достаточно знать, что даже самая маленькая звезда в тысячи раз больше нашей планеты . Происходит другое, не менее интересное явление:

1. В атмосферу Земли попадают небольшие глыбы, астероиды или «болиды».
2. Под действием гравитации они устремляются к поверхности планеты.
3. Набирая скорость и входя в атмосферу «снаряд» сталкивается с силой трения, которая в открытом космосе отсутствует.
4. Это явление так сильно, что голый камень, в буквальном смысле, начинает гореть.
5. С земли наблюдатель видит, как какая-то маленькая точка несется по небосклону и падает где-то на горизонте.

Иногда до поверхности вообще ничего не долетает, но порой и приземляются небольшие куски пород. Такой сувенир может украсить любую домашнюю коллекцию. Вероятность того, что такой камушек упадет вам на голову, стремится к нулю, но не равна ему .

Учитывая общую площадь Земли и то пространство, что занимает один человек - надо чем-то прочно досадить Фортуне, чтобы испытать на себе воздействие «гостя из открытого космоса ».

Как долго живут звезды?

Насчет срока жизни звезд и вероятности существования живой материи на других планетах существуют различные мнения:

К тому времени, когда погибнет наша звезда, цивилизация и любая разумная жизнь может исчезнуть миллион раз, по совершенно разным причинам. Если кто-то из людей доживет до того времени, наверняка наши потомки смогут решить проблему переселения к другим звездам.

А вот когда погаснут все звезды во Вселенной, будет уже сложнее. Теоретически, выходом из этой ситуации может быть только выход за пределы Вселенной . Но на данный момент мы себе такого даже представить не можем.

Из-за чего звезды мерцают?

Атмосфера нашей планеты не только обеспечивает возможность существования жизни на поверхности, но и рассеивает свет:

• Благодаря этому днем мы видим голубое небо. В спектре, который излучает Солнце, есть синий оттенок, который и рассеивается по атмосфере.
• Из-за неоднородности воздушных масс мерцают звезды.
• Мощность их свечения может изменяться несколько раз за минуту.
• На самом деле, в открытом космосе, звезды излучают ровный свет.

А вот ближайшие планеты дают постоянный свет даже в условиях нашей атмосферы. Причина проста - их диск отражает солнечный свет и, смотря на небо в ясную погоду, мы видим именно диск, а не крошечную точку.

Даже без степени по астрофизике, не так сложно понять, почему звезды мерцают. Мир вокруг нас можно объяснить простыми словами, во всяком случае, большую часть явлений. Потому что кое-что до сих пор остается загадкой, даже для современных ученых умов.

Видео: мерцающие звезды в небе

В этом видео физик Леонид Агарков проведет урок астрономии, в котором расскажет о причинах мерцания звезд в космосе:

Звёзды на безоблачном ночном небе рассыпаны, как алмазы на черном бархате: не только светят, они сияют, искрятся, переливаются и сверкают: яркость света, который нам посылают далекие звезды, неравномерна, он кажется мерцающим.

Наша "героиня", снятая на видео, демонстрирует эффект мерцания особенно чётко. Это звезда Арктур в созвездии Волопаса, являющаяся самой яркой звездой северного полушария. Её можно найти, если проложить дугу по трём звездам, входящим в ручку ковша Большой Медведицы. Его мерцание особенно заметно.

Самая яркая звезда северного полушария

Почему звезды мерцают?

"Мерцание появляется, так как звездный свет должен пройти через турбулентную атмосферу Земли", - поясняет Себастьян Шрётер (Sebastian Schr?ter) из обсерватории Гамбурга. Эффект возникает, таким образом, лишь на последнем отрезке пути света звезды к глазу наблюдателя. "Огромные расстояния в пространстве свет проходит практически беспрепятственно", - уточняет Шрётер ", но затем в атмосфере Земли он попадает в колеблющиеся слои воздуха". Каждый, кто однажды посмотрел сбоку на горячую асфальтированную дорогу, знаком с искажающим эффектом, появляющимся под воздействием воздуха различной температуры: образуются полосы, и асфальт за ними кажется слегка двигающимся. Аналогичный эффект создаёт движение различных теплых воздушных масс в атмосфере при прохождении через них света звезд. Таким образом, в долю секунды возникают колебания света, звезды начинают танцевать и их светимость кажется колеблющейся.

Для астронавтов на МКС романтический эффект сверкающего звездного неба не виден. Это обстоятельство используется современной астрономией, говорит Шрётер: "Космический телескоп Хаббл, как и Кеплер, находится на орбите за пределами земной атмосферы и, следовательно, может беспрепятственно наблюдать Вселенную». Однако с Земли преодолеть турбулентность воздуха можно только с помощью сложной коррекции".

Сопоставьте размеры Арктура и Солнца

Почему не мерцают планеты?

Некоторые световые точки ночного неба вовсе не являются далекими неподвижными звездами. Это планеты Солнечной системы. Их трудно отличить невооруженным глазом от звезд, но всё же у планет есть одна особенность - слабое мерцание. Они так близко к земле, что выглядят, в отличие от звезд, не как точки, а, при ближайшем рассмотрении, как крошечные диски. На освещённой поверхности таких планет, как Венера, Марс или Юпитер, колебания яркости, а потому и сверкание, менее заметны, чем мерцание звёзд - крошечных световых точек.

Видео мерцающей звезды Арктур

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?

Интересен и тот факт, что не от каждого космического светящегося объекта исходящий свет даёт явление сцинтилляции. Возьмём планеты. Они тоже отражают солнечный свет, но не мерцают. Именно по характеру излучения планету отличают от звезды. Да, свет звезды даёт мерцание, а планеты - нет.

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.

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 бо?льшую 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.

Post Views: 3 097