Почему звёзды мерцают, а планеты обычно светят ровно

Если внимательно посмотреть на ночное небо, можно заметить интересное различие. Одни яркие точки постоянно меняют интенсивность света и словно переливаются разными цветами, тогда как другие выглядят спокойными и почти не мигают.

Обычно мерцающие объекты являются звёздами, а точки с более ровным свечением — планетами. Причина скрывается не в самих небесных телах, а в земной атмосфере, через которую проходит их свет.

В действительности звёзды светят достаточно ровно

Звезда не включается и не выключается несколько раз в секунду. Большинство наблюдаемых нами звёзд излучают свет непрерывно, а заметные изменения их настоящей яркости происходят совсем по другим причинам и обычно не выглядят как привычное быстрое мерцание.

Свет звезды преодолевает огромное расстояние в космическом пространстве. Приближаясь к поверхности Земли, он проходит через атмосферу — многослойную и постоянно движущуюся газовую оболочку планеты.

Именно на этом последнем участке пути ровный свет начинает визуально дрожать.

Воздух над нами постоянно движется

Земная атмосфера не является спокойным и однородным стеклянным куполом. Воздушные массы перемещаются, нагреваются, охлаждаются и смешиваются.

Отдельные участки воздуха имеют разную:

• температуру;
• плотность;
• влажность;
• скорость движения;
• способность преломлять свет.

Проходя через множество таких слоёв, лучи постоянно немного отклоняются. Направление отклонения быстро меняется, поскольку сама атмосфера находится в движении.

В результате до глаза наблюдателя доходит то немного больше, то немного меньше света. Кажется, будто звезда становится ярче, тускнеет или слегка перемещается.

Почему звезда выглядит как точка

Даже самые крупные звёзды находятся от нас на огромном расстоянии. Невооружённый глаз воспринимает почти каждую из них как крошечный точечный источник света.

Весь видимый свет звезды проходит к наблюдателю по очень узкому направлению. Когда атмосфера искажает этот свет, изменения затрагивают практически всё изображение сразу.

Поэтому далёкая звезда начинает заметно мерцать. Астрономы называют подобное явление атмосферной сцинтилляцией.

Почему планеты светят спокойнее

Планеты значительно ближе к Земле, чем звёзды. Хотя без телескопа они тоже кажутся светящимися точками, на самом деле их видимые диски занимают на небе небольшую, но измеримую площадь.

Свет от разных частей диска планеты проходит через несколько участков атмосферы. Один луч может отклониться в одну сторону, а соседний — в другую.

Множество небольших искажений накладывается друг на друга и усредняется. Если свет от одной части планеты на мгновение ослабевает, излучение от других частей частично компенсирует это изменение.

Благодаря такому усреднению Венера, Юпитер, Марс и другие видимые планеты обычно светят ровнее звёзд.

Планеты тоже иногда могут мерцать

Правило работает не всегда. Планета способна заметно мигать, если находится низко над горизонтом.

В таком положении её свет проходит через гораздо более толстый слой атмосферы, чем при расположении высоко в небе. На пути встречается больше движущихся воздушных масс, поэтому искажения становятся сильнее.

Мерцание также усиливается:

• при неспокойной атмосфере;
• над нагретой землёй и крышами;
• во время сильного ветра;
• при резких перепадах температуры;
• вблизи горизонта;
• при наблюдении через потоки тёплого воздуха.

Поэтому одна и та же планета в разные ночи может выглядеть по-разному.

Откуда появляются красные и синие вспышки

Иногда яркая звезда не просто мигает, а быстро меняет цвет: становится красной, синей, зелёной или белой. Особенно хорошо этот эффект заметен у ярких звёзд, находящихся невысоко над горизонтом.

Атмосфера преломляет разные цвета света немного по-разному. Это напоминает работу призмы, разделяющей белый свет на цветные составляющие.

Из-за постоянного движения воздуха до наблюдателя поочерёдно доходит больше света различных оттенков. Поэтому звезда кажется разноцветной, хотя её собственный цвет не меняется каждую секунду.

Одним из самых известных примеров является Сириус — ярчайшая звезда ночного неба. При расположении близко к горизонту она может очень заметно переливаться разными цветами.

Почему в космосе звёзды не мерцают

За пределами плотной земной атмосферы нет движущихся слоёв воздуха, которые постоянно искривляют путь света. Поэтому космонавты на орбите видят звёзды без привычного атмосферного мерцания.

По этой же причине космические телескопы способны получать особенно чёткие изображения. Им не мешают воздушные потоки, облака и значительная часть атмосферных искажений.

Наземным обсерваториям приходится бороться с этой проблемой. Крупные телескопы оборудуют системами адаптивной оптики, которые измеряют искажения и много раз в секунду корректируют форму специального зеркала.

Почему обсерватории строят высоко в горах

Астрономические телескопы часто устанавливают на горных вершинах. Чем выше находится обсерватория, тем меньше плотного воздуха остаётся над ней.

В горах также можно найти места с сухим климатом, небольшим количеством облаков и слабым искусственным освещением. Спокойная атмосфера позволяет получать более чёткие изображения звёзд и планет.

При выборе места специалисты учитывают не только высоту, но и атмосферную турбулентность. Иногда площадка с более спокойным воздухом оказывается полезнее более высокой, но ветреной вершины.

Как отличить планету от звезды без телескопа

Ровное свечение является удобной подсказкой, но одного этого признака недостаточно. Планеты постепенно перемещаются относительно звёздного фона, хотя за одну короткую прогулку заметить такое движение сложно.

Венера и Юпитер могут быть ярче большинства звёзд. Венера обычно наблюдается вечером после заката или утром перед восходом, поэтому её часто называют вечерней или утренней звездой, хотя настоящей звездой она не является.

Для приблизительного определения объекта можно использовать несколько признаков:

• звезда обычно мерцает сильнее;
• планета чаще светит ровно;
• яркие планеты располагаются вдоль области неба, по которой проходят Солнце и Луна;
• положение планет со временем меняется относительно созвездий.

Точно определить небесное тело помогают карта звёздного неба или астрономическое приложение.

Красивый эффект создаёт атмосфера Земли

Мерцание звёзд кажется свойством далёкого космоса, но в основном возникает совсем рядом с нами. Последние километры пути света через подвижную земную атмосферу превращают ровное сияние в дрожащую разноцветную точку.

Планеты расположены намного ближе и имеют заметный угловой размер, поэтому атмосферные искажения их света частично усредняются. Именно поэтому они обычно выглядят спокойнее.

Таким образом, по мерцанию можно приблизительно отличить далёкую звезду от планеты. Но одновременно оно напоминает, что мы наблюдаем Вселенную через постоянно движущийся воздушный океан.