仰望浩瀚的星海,為什么感覺許多星星明滅不定呢?
我們觀察夜晚的天空,星星一閃一閃在發光,是真的嗎?
星光并不會真的閃爍。那么明滅現象是怎么來的?
我們看星星時,相隔著大氣層,就好比我們將一枚錢幣投入水盆,再透過波動的水觀看,錢幣會好似在晃動,也會有明暗交替的感受。這是介質和介質的狀態,影響了我們的視覺感受,使得原本的樣子跟我們眼見的有所不同。
覆蓋地球的大氣層,是一個介質,加上太陽照射地球的角度,以及地勢的高低,每上升100米溫度下降0.6℃,造成空氣有冷熱變化,使得暖空氣上升,冷空氣下沉,大氣流動。不僅大氣的流動,空氣的濕度也會增加光在進入時的變形扭曲,而起伏的地形,也會對氣流進行干擾。
所以遙遠恒星的一道微弱光線,會先穿過溫度和濕度不一的空氣層,不斷地散射。當光射入眼睛時,我們就看見星光,當光偏離時,我們就覺得暗淡了,因此感覺一閃一閃。
因此,一些觀星愛好者會前往干燥且空氣稀薄的高山,減低干擾因素,以便觀察到更清楚的星相。太空望遠鏡的發明,也使得人們觀察星星的影像更逼真。
那么仰望天空時,為什么不會感覺太陽、月亮和八大行星也是一閃一閃呢?
星星是指恒星、行星、衛星、彗星等天體。在太陽系,恒星是太陽,行星是金星、木星等八大行星,衛星如月球。我們眼見明滅不定的星星,其實是太陽系以外的恒星。
恒星是發光的高溫氣體球,不斷在進行核反應釋放光能與熱能。距離地球最近的恒星,是太陽。
從地球看最近的恒星太陽,以及遠處的其他恒星,太陽是一個光面圓盤,能為地球帶來光明與溫度;其他發光的恒星,相較之下就像光點,光與熱起不到作用。
因此,當太陽照射到地球的光夠強大,穿過大氣層時,即使有散射,也不足以影響光抵達地球和進入眼睛的穩定度。其他恒星距離地球極其遙遠,光本身相當微弱,在通過地球的大氣層時,因為散射而方向扭曲,于是我們有了明滅的感覺。
繞著恒星且不發光的天體,是行星。衛星則是在閉合軌道上,環繞某行星進行周期性運行的天體。地球的衛星,是月亮。月亮本身不發光,因距離地球近,所反射的太陽光,雖然有些會散射,但到達地球的光仍能穩定讓我們接收,所以月亮呈現在眼睛里的影像清晰明亮。
行星以肉眼看來雖然小,但并不會閃爍,原因是地球與行星的距離,遠遠少于跟遙遠恒星的距離。只要以一般雙筒望遠鏡觀察,就可發現行星跟太陽、月亮一樣,呈現光面圓盤,而在遙遠處發光的恒星,即便此時也還只是一個光點。
但在有些條件下,行星看來也會是晃動和閃爍的,比如接近地平線。此時星光要穿越的大氣厚度顯然增加,光線變形扭曲,地平面附近的行星,就可能看來是閃爍不定的;遙遠的恒星,也會變得更加閃爍。所以,不能以閃不閃爍判斷是恒星或衛星、行星,實際上與大氣和觀測條件有關。