У ясну ніч варто подивитися вгору — і здається, що далекі зорі постійно змінюються. Одна на мить стає яскравішою, потім тьмяніє, а іноді навіть ніби змінює колір.
Можна подумати, що зорі справді блимають, наче маленькі лампочки.
Але якщо вирушити в космос, цей ефект майже зникне.
Отже, секрет мерехтіння прихований не в самих зорях, а набагато ближче до нас — в атмосфері Землі.
Що таке зоря
Зоря — це величезна розжарена куля газу. В її надрах відбуваються процеси, під час яких виділяється колосальна кількість енергії.
Саме завдяки цій енергії зорі випромінюють світло й тепло.
Найближча до Землі зоря — Сонце.
Удень воно здається зовсім не схожим на маленькі нічні точки лише тому, що розташоване набагато ближче до нас.
Інші зорі можуть бути величезними, але знаходяться так далеко, що з Землі ми бачимо їх майже як крихітні точки світла.
Чи справді зоря блимає
Коли ми бачимо мерехтіння, може здатися, що зоря то світить сильніше, то слабше.
Але звичайне мерехтіння нічної зорі виникає переважно не через швидкі зміни самої зорі.
Її світло долає величезну відстань у космосі, перш ніж досягти Землі.
У космічному просторі воно може рухатися до нас досить рівно. А потім на його шляху з’являється атмосфера.
Як атмосфера змушує зорі мерехтіти
Атмосфера — це шар газів навколо Землі.
Повітря в ній не стоїть нерухомо. Воно постійно переміщується, нагрівається, охолоджується та змішується.
Через це на шляху зоряного світла виникають ділянки повітря з трохи різними властивостями.
Коли промінь проходить через них, його напрям дуже незначно змінюється.
Причому атмосфера рухається постійно, тому ці зміни відбуваються знову і знову.
У результаті до наших очей потрапляє то трохи більше, то трохи менше світла. Нам здається, що зоря мерехтить.
Астрономи називають цей ефект сцинтиляцією.
Просте пояснення для дитини
Можна провести аналогію з предметом на дні басейну.
Якщо вода абсолютно спокійна, предмет видно досить чітко.
А тепер уявімо, що поверхнею води постійно йдуть маленькі хвилі. Предмет не рухається, але його зображення починає тремтіти й змінюватися.
Із зорями відбувається дещо схоже.
Сама зоря не стрибає по небу. Просто ми дивимося на неї крізь величезний шар рухомого повітря.
Чому зоря іноді змінює колір
Якщо уважно дивитися на яскраву зорю, особливо низько над горизонтом, можна помітити не лише зміну яскравості.
Вона іноді ніби спалахує червоним, синюватим або іншим відтінком.
Це теж може бути наслідком атмосфери.
Світло зорі містить різні кольори. Коли воно проходить через нестабільні шари повітря, різні складові світла можуть трохи по-різному змінювати свій шлях.
Тому зоря може здаватися різнокольоровою, хоча сама вона не перефарбовується щосекунди.
Чому біля горизонту зорі мерехтять сильніше
Порівняйте яскраву зорю високо над головою із зорею, яка знаходиться низько над горизонтом.
Друга часто мерехтить помітніше.
Коли зоря знаходиться високо, її світло проходить до спостерігача через меншу товщу повітря.
Коли вона майже біля горизонту, промінь іде крізь значно більший шар атмосфери.
Більше рухомого повітря на шляху — більше можливостей змінити напрям світла.
Чому планети майже не мерехтять
Ось цікавий спосіб відрізнити яскраву планету від зорі.
Зоря часто сильно мерехтить. А Венера, Юпітер або інша добре видима планета зазвичай світить набагато спокійніше.
Зорі настільки далекі, що для наших очей виглядають майже точковими джерелами світла.
Планети розташовані значно ближче. Хоча неозброєним оком вони теж здаються точками, фактично їхній видимий диск на небі більший.
Атмосфера трохи спотворює світло від різних частин цього диска, але ці зміни частково усереднюються.
Тому планета зазвичай не змінює видиму яскравість так помітно, як зоря.
Чи мерехтять зорі в космосі
За межами щільної земної атмосфери немає тих самих рухомих шарів повітря між спостерігачем і зорею.
Тому звичного атмосферного мерехтіння там немає.
Зоряне світло виглядає значно стабільнішим.
Це одна з причин, чому астрономи запускають телескопи в космос. Їм не доводиться дивитися на Всесвіт крізь неспокійну атмосферу Землі.
Чому астрономам не подобається мерехтіння
Для нас мерехтливе зоряне небо красиве.
Для астронома атмосфера може бути серйозною перешкодою.
Телескоп намагається отримати максимально чітке зображення далекого об’єкта, але рух повітря постійно трохи спотворює світло.
Через це зображення стає менш різким.
Сучасні наземні обсерваторії використовують спеціальні технології, які допомагають частково компенсувати атмосферні спотворення, а космічні телескопи працюють над основною частиною земної атмосфери.
Чому вдень ми не бачимо більшості зір
Зорі нікуди не зникають після сходу Сонця.
Вони залишаються на небі.
Просто вдень атмосфера Землі розсіює величезну кількість сонячного світла. Небо стає дуже яскравим, і слабке світло далеких зір губиться на цьому фоні.
Це пов’язано з тією ж взаємодією світла й атмосфери, про яку можна докладніше розповісти дитині в матеріалі про те, чому небо блакитне.
Після заходу Сонця фон неба темніє, і зорі знову стають помітними.
Чому в місті видно менше зір
Навіть уночі місце спостереження має величезне значення.
У великому місті навколо багато:
- вуличних ліхтарів;
- рекламних вивісок;
- освітлених будинків;
- автомобільних фар;
- іншого штучного освітлення.
Частина цього світла потрапляє в атмосферу й робить нічне небо світлішим.
Це називають світловим забрудненням.
Яскраві зорі ми все одно бачимо, а слабші просто губляться на освітленому фоні.
Тому за містом у темну безхмарну ніч може здатися, що зір раптом стало в десятки разів більше.
Як поспостерігати за мерехтінням разом із дитиною
Для цього не потрібен телескоп.
Виберіть ясний вечір і знайдіть місце, де яскраві ліхтарі не світять прямо в очі.
Потім:
- знайдіть кілька яскравих зір;
- порівняйте зорю високо в небі та біля горизонту;
- подивіться, чи змінюється їхня яскравість;
- спробуйте помітити короткі кольорові спалахи;
- якщо видно яскраву планету, порівняйте її світло із зорею.
Дитині можна запропонувати вести маленький «щоденник неба»: малювати положення найяскравіших об’єктів і записувати, що вдалося помітити.
А після спостереження нічне небо легко перетворити вже на казкову тему — наприклад, вибрати одну з казок на ніч або придумати власну історію про подорож до далекої зорі.
Чи всі зорі однакового кольору
Ні.
Якщо добре придивитися, деякі зорі здаються білими, інші — блакитнуватими, жовтими або помаранчевими.
Колір зорі пов’язаний, зокрема, з температурою її поверхні.
Дуже гарячі зорі можуть виглядати блакитно-білими, холодніші — жовтуватими або червонуватими.
Але тут важливо не переплутати справжній загальний колір зорі зі швидкими кольоровими спалахами через атмосферне мерехтіння.
Чи можна долетіти до зорі
Дитині маленька світла точка може здаватися близькою.
Насправді відстані між зорями величезні.
Навіть світлу, яке рухається приблизно зі швидкістю 300 тисяч кілометрів за секунду, потрібні роки, щоб подолати відстань від багатьох найближчих до нас зір.
Тому, дивлячись на нічне небо, ми в певному сенсі дивимося в минуле.
Якщо після спостереження хочеться перейти від науки до фантазії, можна разом вибрати казки для дітей і пошукати історії, де герої вирушають у незвичайні подорожі.
Що запам’ятати дитині
- зорі самі випромінюють світло;
- вони знаходяться дуже далеко й здаються нам маленькими точками;
- їхнє світло проходить крізь рухому атмосферу Землі;
- повітря трохи змінює шлях світла, тому зоря здається мерехтливою;
- біля горизонту ефект зазвичай сильніший;
- планети часто світять спокійніше;
- у космосі звичного атмосферного мерехтіння немає.
Тож коли наступного разу дитина побачить «миготливу» зорю, можна пояснити: це не далека зоря вмикається й вимикається.
Між нею і нашими очима знаходиться величезний океан рухомого повітря — атмосфера Землі. Саме вона й створює красиве мерехтіння нічного неба.
