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​星星为什么会闪烁?

摘要星星为什么会闪烁? 总的来说,我们的大气层真的太伟大了。这层由氮气、氧气和其他气体组成的毛毯既使我们世界的温度温暖宜人,又使我们免遭有害紫外线照射,更不用说它气化的...

星星为什么会闪烁?

总的来说,我们的大气层真的太伟大了。这层由氮气、氧气和其他气体组成的毛毯既使我们世界的温度温暖宜人,又使我们免遭有害紫外线照射,更不用说它气化的那些宇宙残骸了。对了,没有大气层中的氧气,包括我们在内的动物甚至都无法存活于世。这可是一份不坏的简历。

图解: 相对其他颜色的光而言,大气中的气体散射蓝色光较多。所以从外层空间来看,地球就有一层蓝色光晕。正是因为如此,天空大多数时候也是蓝色的。

但是虽然它有这么多良好品质,大气层对于天文爱好者可是个糟心事——因为它会扭曲光线。在夜晚,大气层使一些天体闪烁,这个现象的术语叫做“天文闪烁(astronomical scintillation)”,而你大概只知道它的另一个名字:闪(twinkling)。

像洋葱一样,大气层是一层一层的。底层是对流层,由你站的这片行星表面的大地开始,往上延伸5~9英里(约合8~14.5千米),这里是地球上大多数天气现象发生的地方。往上依次是平流层、中间层、热层和外层(也有将中间层、热层合称电离层的)。

图解: 平流层高空飞行的B-36和平缔造者轰炸机

这些层温度各不相同,密度也各不相同。当恒星的光线进入大气层时,它跑进了热空气和冷空气的一个个口袋,这些口袋就像大型透镜一样,使光线在经过它们时改变方向(也称“折射”)。这些透镜并不是固定的,它们会不停移动、会改变大小;当它们改变时,恒星光线的折射也改变了——这就是为什么星星看起来在闪烁。

天文闪烁也作用于行星。从地球上看去,水星、金星、火星和其它太阳系行星(甚至我们的月亮)也会一闪一闪,但行星的闪烁是很难察觉的。

距离也是恒星较太阳系行星闪烁得更明显的主要原因——前者离地球太远,每个恒星看起来都像一个独立的小光点;而月亮和我们的行星邻居们则不一样,它们更近,受大气层影响更小,像一个个小盘子挂在天上。它们并不是从一小点发出的光芒,而是许多独立的小点发出的光芒汇聚到一起,这些光芒很少会同时闪烁。这就是为什么月亮与行星较之于恒星闪烁地没那么明显。

闪烁仅发生于大气层存在的时候,所以哈勃望远镜拍下的照片十分清晰,因为没有任何大气层的空气口袋折射星光。而地球上的天文学家们则借助有适应性的视觉系统来补偿闪烁造成的影响,使星星看起来更加稳定。

相关知识

地球大气层,又称大气圈,因重力关系而围绕着地球的一层混合气体,是地球最外部的气体圈层,包围着海洋和陆地,大气圈没有确切的上界,在离地表2000-16000公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子,在地下、土壤和某些岩石中也会有少量气体,它们也可视同大气圈的组成部分,地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体,这些混合气体即称为空气。

图解:于近地轨道拍摄的台风

地球大气圈气体的总质量约为5.15×10^18 千克,相当于地球总质量的百万分之0.86,由于地球引力作用,几乎全部的气体集中在离地面100公里的热层、其中99%在低于25~30公里以内,地球高密度大气的气压也相当惊人,海平面每平方米所受空气挤压高达11公吨,每立方米的空气质量可达1.29kg之多。大气层保护地表避免太阳辐射直接照射,尤其是紫外线;也可以减少一天当中极端温差的出现。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. MARK MANCINI-鱼七

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