为什么星星一闪一闪的:大气扰动造成
为什么星星一闪一闪的,核心原因是星光穿过地球大气层时,空气温度、密度持续变化,光线传播路径不断弯折,到达人眼的光强随之起伏;行星闪烁程度明显弱于恒星,在太空真空环境下星星不会闪烁,地面观测、低空观测都会受到大气扰动影响,高空天文台能大幅减轻这个现象。恒星距离极远,在眼中呈现为光点,微小的光路偏移就会带来亮度变化,行星因为有可分辨的盘面,不同位置的光线波动可以互相抵消,闪烁现象不突出。
为什么星星一闪一闪的光路原理
星光从遥远天体出发,以直线向外传播,抵达地球外层大气后,会依次穿过多层性质不一样的空气。热空气密度偏低,冷空气密度偏高,空气对流会让不同密度的气团持续流动、交错混杂,这些气团相当于无数块不停晃动、形状不规则的小透镜。星光进入气团后发生折射,折射方向跟着气团的移动实时改变,有时候光线刚好对准你的眼睛,你就会看到星星变亮,光线偏离开你的视线,星星就变暗。
扰动一直在变。
大气扰动没有固定节奏,亮度变化没有统一规律,肉眼看到的闪烁快慢、强弱,和观测地点的大气稳定度直接相关。晴朗无风的夜晚,近地面空气稳定,闪烁会比较微弱;有风、昼夜温差大、靠近城市热岛区域时,空气对流剧烈,星星闪烁会更频繁、幅度更大。城市灯光本身不会直接造成闪烁,城市热排放改变近地面空气分布,会间接加剧大气扰动,放大闪烁效果。
为什么星星一闪一闪的,恒星和行星有区别
恒星距离地球动辄几十光年以上,再大的恒星,在地面观测视角里都只是一个没有大小的光点,只要光路出现一点点偏移,整体光线就会出现明显明暗变化。太阳系内的金星、木星这类行星距离近,在望远镜里可以看到细小的盘面,盘面不同位置发出的星光,各自经过不同的气团发生折射,一部分光线变暗的时候,另一部分光线同步变亮,整体亮度波动被中和,肉眼很难察觉到它们闪烁。
这个区分方法可以用来简易辨别恒星和行星,夜晚看到天上持续明显闪烁的光点,大多是恒星,亮度稳定、很少闪烁的亮星,大概率是太阳系行星。这个判断方式只适用于地面肉眼观测,高空观测设备不受这个对比规律约束。
为什么星星一闪一闪的,观测条件的影响边界
海拔越高,上方的大气厚度越薄,大气扰动的总量变少,闪烁现象就会减弱,所以很多专业天文台会修建在海拔数千米的山顶。完全消除闪烁的场景只有大气层之外,哈勃空间望远镜这类在轨设备,没有大气折射干扰,拍到的恒星图像稳定清晰,不会出现地面观测里的明暗跳动。在水下或者隔着普通玻璃观察星光,额外的介质扰动也会叠加进来,让闪烁变得更杂乱。
月亮也会受大气折射影响,但月亮的视盘面很大,各个区域的光线波动互相抵消,肉眼几乎看不到月亮闪烁。月亮边缘偶尔出现的明暗晃动,同样是大气扰动带来的折射变化,只是整体亮度不会跟着明显起伏。
大气扰动是天文观测里的长期干扰因素,天文领域里把这种现象叫做视宁度,视宁度数值越好,空气越稳定,星星闪烁越轻,拍摄天体照片的清晰度越高。
太阳同样会受大气折射影响,只是太阳本身亮度极高,人眼无法直接观察到它的闪烁,正午阳光稳定,日出日落时,低层大气对流复杂,更容易出现太阳边缘变形、颜色变化的现象。
