Kodėl žvaigždės šaltomis naktimis atrodo ryškesnės?
Trumpas atsakymas: Žvaigždės šaltomis naktimis dažnai atrodo ryškesnės, nes oras tada sausesnis ir stabilesnis. Mažiau vandens garų ir dulkių danguje reiškia mažesnį žvaigždžių šviesos išsisklaidymą ir pritemdymą, todėl jūsų akis pasiekia daugiau šviesos.
Pagrindinė mintis
Šaltomis naktimis paprastai būna mažesnė drėgmė. Šiltame, drėgname ore esantys vandens garai ir smulkios dalelės išsklaido ir sugeria žvaigždžių šviesą. Kai oras sausas, sklaida mažesnė, todėl žvaigždės atrodo aiškesnės ir ryškesnės.
Šaltas oras taip pat dažnai yra stabilesnis, mažiau kyla ir leidžiasi. Dėl šio stabilumo sumažėja atmosferos mirgėjimas ir išsiliejimas. Giedras dangus, susijęs su aukšto slėgio sistemomis, dažnai seka šaltuosius frontus.
Dėl visų šių veiksnių žvaigždės daugeliu šaltų naktų atrodo ryškesnės ir stabilesnės. Tačiau pati žvaigždė nekeičia ryškumo; dangaus sąlygos keičia tai, kaip mes ją matome. Šis poveikis gali būti stipriausias vietose, atokiau nuo miesto šviesų ir taršos.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis / dėsnis: atmosferos užgesinimas (atmosferos sukeliamas pritemdymas), Reilio sklaida ir astronominis „matymas“ (turbulencija ore).
Žvaigždžių šviesa turi prasiskverbti pro Žemės atmosferą. Molekulės, vandens garai ir mažytės dalelės (aerozoliai) išsklaido ir sugeria dalį šios šviesos. Reilio sklaida yra stipresnė esant trumpesniems (mėlynesniems) bangos ilgiams ir didesniam dalelių kiekiui, todėl miglotas ar drėgnas dangus pritemdo žvaigždes.
Atmosferos užgesinimas yra visiškas šviesos praradimas dėl sklaidos ir absorbcijos. „Matymas“ apibūdina, kaip oro judėjimai ištepa ir išblukina žvaigždžių vaizdus; ramesnis oras suteikia stabilesnį, ryškesnį šviesos tašką. Šaltomis naktimis dažnai būna mažesnė drėgmė ir mažiau kietųjų dalelių, o aukšto slėgio sistemos sumažina turbulenciją, todėl užgesinimas ir matymas pagerėja.
Šie pokyčiai leidžia stebėtojui pasiekti daugiau žvaigždės šviesos, todėl žvaigždė atrodo ryškesnė.
Kaip mes tai žinome: astronomai matuoja dangaus skaidrumą ir žvaigždžių ryškumą instrumentais, vadinamais fotometrais, ir nustato didesnį skaidrumą šaltomis, sausomis naktimis. Mėgėjų ir profesionalų observatorijos taip pat fiksuoja geresnį „matymą“ stabiliomis, šaltomis sąlygomis .
Kur tai pastebėsi
- Giedra žiemos naktis toli nuo miesto šviesų, kai žvaigždės atrodo ypač ryškiai.
- Kalnų observatorijos, kur šaltas, retas oras labai ryškiai išryškina žvaigždes ir planetas.
- Naktis po stipraus šaltojo fronto, kai sumažėja drėgmė ir dangus giedrėja.
- Miesto naktis su sniegu ir maža drėgme, kai geriau matomos tolimos žvaigždės.
Eksperimentas
Rūkas ir skaidri šviesa
Sauga: Būkite atsargūs su karštu vandeniu, kad nenusidegintumėte.
Priemonės
- žibintuvėlis
- skaidrus stiklinis indas arba švarus plastikinis butelis
- karštas vanduo
- ledo kubelis
- rankšluostis
Žingsniai
- Į stiklainį įpilkite šiek tiek karšto vandens ir pasukiokite, kad garai užpildytų indą, tada greitai pašvieskite žibintuvėliu per indą.
- Stebėkite, kaip šviesa atrodo neryški arba blankesnė, nes garai ją išsklaido.
- Ištuštinkite indą, išdžiovinkite jį, tada įdėkite į indą ledo kubelį ir leiskite jam atvėsti, kad oras viduje būtų skaidresnis.
- Pašvieskite žibintuvėliu per atvėsusį indą ir palyginkite, koks ryškus ir aštrus dabar atrodo spindulys. Ką tai rodo: Maži vandens lašeliai ore išsklaido šviesą ir padaro ją blankesnę ir miglotesnę, kaip drėgnos naktys daro žvaigždžių šviesą.
Naudingi terminai
- Atmosfera: Dujų sluoksnis aplink Žemę, pro kurį šviesa turi praeiti, kad mus pasiektų.
- Išsklaidymas: Kai dalelės ar molekulės ore skleidžia šviesą skirtingomis kryptimis, todėl objektai tampa blankesni arba neryškesni.
- Užgesimas: Šviesos pritemimas dėl išsklaidymo ir absorbcijos atmosferoje.
- Matymas: Terminas, kurį astronomai vartoja apibūdinti, kiek stabili ar mirganti atrodo žvaigždė dėl oro turbulencijos.
Vaikai klausia
Ar žvaigždės iš tikrųjų įkaista šaltomis naktimis?
Ne. Žvaigždžių temperatūra nekeičiama dėl Žemės oro sąlygų; keičiasi tik mūsų požiūris.
Ar svarbi tik temperatūra?
Ne. Drėgmė, dulkės, oro stabilumas ir šviesos tarša taip pat lemia žvaigždžių ryškumą.
Kodėl kai kurios naktys vis tiek atrodo blogai, net jei šalta?
Jei yra rūkas, debesys, tarša arba stiprus vėjo keliamas turbulencija, žvaigždės vis tiek gali būti blankios arba mirgėti.