ทำไมดวงดาวถึงกระพริบตา?

แน่นอน เมื่อคุณมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน คุณจะเห็นดวงดาวหลายพันล้านดวงที่ประกอบเป็นพื้นนภา ความอยากรู้อยากเห็นอย่างหนึ่งของดาวฤกษ์ ไม่เหมือนดาวเคราะห์และดาวเทียมอื่นๆ ก็คือการกะพริบตา นั่นคือดูเหมือนว่าพวกเขากำลังกระพริบอย่างต่อเนื่อง หลายคนสงสัย ทำไมดวงดาวถึงระยิบระยับ และดาวเคราะห์ไม่ทำ

ด้วยเหตุผลนี้ เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณว่าทำไมดวงดาวถึงกะพริบ และทำไมจึงเป็นเช่นนั้น

ทำไมดวงดาวถึงระยิบระยับ

ทุกสิ่งที่อยู่นอกชั้นบรรยากาศจะสั่นไหว (ใช่แล้ว ซึ่งรวมถึงดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราด้วย) เอฟเฟกต์นี้เกิดขึ้นเมื่อแสงดาวทำปฏิกิริยากับมวลอากาศ ในกรณีของเรามวลอากาศนั้นคือชั้นบรรยากาศซึ่ง เต็มไปด้วยความวุ่นวาย. สิ่งนี้ทำให้แสงหักเหอย่างต่อเนื่องในรูปแบบต่างๆ เพื่อให้แสงจากดาวอยู่ในที่เดียวจากจุดชมวิวของเราบนพื้นผิว และหลังจากผ่านไปสองสามมิลลิวินาที ดูเหมือนว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

ทำไมเราไม่สังเกตเห็นการกระพริบของดาวเคราะห์ ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์? มันง่ายที่จะอธิบาย เนื่องจากระยะห่างของเราจากพวกมัน (ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด Proxima Centauri อยู่ห่างออกไปเพียง 4 ปีแสง) ดาวเหล่านี้จึงดูเหมือนจะเป็นเพียงจุดแสง เนื่องจากมีแสงส่องถึงชั้นบรรยากาศเท่านั้น จึงอาจได้รับผลกระทบจากความปั่นป่วนในอากาศอย่างมาก ดังนั้นจึงจะกะพริบต่อไป นอกจากจะใกล้ชิดกันมากขึ้น, ดาวเคราะห์ปรากฏเป็นดิสก์ (ถึงจะไม่เห็นด้วยตาเปล่าก็ตาม) ซึ่งทำให้แสงมีความเสถียรมากขึ้น (ในขณะที่ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่ามาก

ดาวบางดวงดูเหมือนจะเปลี่ยนสี

บางวันประมาณเที่ยงคืน ดาวห้าแฉก (หนึ่งในดาวที่สว่างที่สุดที่เรามองเห็นบนท้องฟ้า) อยู่เหนือขอบฟ้า (ในทิศทาง N-NE) แต่ ใกล้จนปรากฏว่านอกจากกระพริบตาแล้วยังเสื่อมสภาพ บนหลากหลายสี (แดง น้ำเงิน เขียว...) นี่เป็นปรากฏการณ์ทั่วไปที่สังเกตได้ง่ายในดาวฤกษ์ใกล้ขอบฟ้า แต่ยังพบเห็นในดาวดวงอื่นด้วย

คำอธิบายก็เหมือนกับการสั่นไหว แต่เราเสริมว่า ปริมาณอากาศที่แสงต้องเดินทางเข้าหาเรานั้นมากกว่ามาก ดังนั้น การหักเหมีความเด่นชัดมากขึ้นซึ่งทำให้ดวงดาวเปลี่ยนสีอยู่ตลอดเวลา นอกจากนี้ แม้ว่าปกติแล้วพวกมันจะไม่สั่นไหว แต่ดาวเคราะห์ก็สามารถเปล่งแสงที่เปลี่ยนแปลงไปนี้ได้ หากพวกมันอยู่ใกล้ขอบฟ้ามาก

วิธีหลีกเลี่ยงการสั่นไหว

แม้ว่าการกะพริบของดวงดาวไม่ได้หมายถึงความไม่สะดวกใดๆ สำหรับเรา แต่สำหรับนักดาราศาสตร์ สิ่งต่างๆ สามารถเปลี่ยนแปลงได้มากมาย เรามีหอดูดาวหลายแห่งบนพื้นผิวโลกสำหรับ เราจึงต้องขจัดความบิดเบี้ยวนี้ออกไปเพื่อดูดวงดาว. ในการทำเช่นนี้ กล้องโทรทรรศน์ที่ล้ำหน้าที่สุดในโลกบางรุ่นใช้เลนส์แบบปรับได้ โดยหมุนกระจกของกล้องโทรทรรศน์หลายครั้งต่อวินาทีเพื่อชดเชยความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ

นักดาราศาสตร์ฉายแสงเลเซอร์ขึ้นสู่ท้องฟ้า ทำให้เกิดดาวเทียมภายในขอบเขตการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์ ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าดาวประดิษฐ์ควรมีลักษณะอย่างไรและมีสีอะไร สิ่งที่คุณต้องทำทั้งหมด คือการปรับความบิดเบี้ยวของกระจกด้วยลูกสูบเพื่อขจัดผลกระทบของการบิดเบือนบรรยากาศ มันไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์สู่อวกาศ แต่มันถูกกว่ามากและดูเหมือนว่าจะตอบสนองความต้องการของเราได้ดี

อีกทางเลือกหนึ่ง อย่างที่คุณเห็นคือ การปล่อยกล้องโทรทรรศน์ออกสู่อวกาศโดยตรง หากไม่มีบรรยากาศแทรกแซงการสั่นไหวจะหายไปอย่างสมบูรณ์ น่าจะเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีชื่อเสียงที่สุดสองแห่งคือฮับเบิลและเคปเลอร์

ในขนาด ฮับเบิลมีขนาดเล็กกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่เรามีบนโลกมาก (อันที่จริง มันมีขนาดประมาณหนึ่งในสี่ของกระจกกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวขนาดใหญ่) แต่ไม่มีผลกระทบของการบิดเบือนของบรรยากาศ สามารถจับภาพกาแลคซีที่มีแสงเป็นพันล้านได้ - ในอีกไม่กี่ปี คุณเพียงแค่ต้องมองไปในทิศทางนั้นนานพอที่จะรับแสงจากมัน

นอกจากนี้ กล้องโทรทรรศน์บางตัวยังมีกระจกรองขนาดเล็กที่แก้ไขความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศได้ แต่สิ่งนี้ไม่ธรรมดา นั่นคือกระบวนการเป็นไปตามที่ฉันบอกคุณ แต่การบิดเบือนไม่ได้เกิดขึ้นในกระจกหลัก แต่ในกระจกบานเล็กที่เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือที่เราใช้ในการดู

ดวงดาวเปลี่ยนความเข้ม

คุณอาจเคยได้ยินว่าดวงดาวส่องแสงระยิบระยับเพราะพวกเขาปล่อยแสงในปริมาณที่ต่างกัน แม้ว่าความจริงแล้ว การเปลี่ยนแปลงไม่ได้สังเกตเห็นได้ชัดเจนนักจนทำให้ท้องฟ้ายามค่ำคืนสั่นไหว และจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่นานกว่าแทนที่จะเป็นไม่กี่วินาที อันที่จริง เป็นที่ทราบกันดีว่าดาวเหล่านี้บางดวงมีความสว่างและขนาดต่างกันไป และเราใช้ดาวเหล่านี้เพื่อช่วยให้เราสำรวจจักรวาลได้ดียิ่งขึ้น โดยสังเขป: ดวงดาวระยิบระยับเพราะชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์บิดเบือนแสงก่อนที่จะมาถึงเรา

เนื่องจากมันอยู่ไกลกันมาก เราจึงมองเห็นได้เพียงหยดแสงเล็กๆ เท่านั้น ดังนั้นการบิดเบือนนี้จึงเกิดขึ้น และยิ่งคุณเข้าใกล้ขอบฟ้ามากเท่าไหร่ ความบิดเบี้ยวนี้จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น ในกรณีของดาวเคราะห์ แม้ว่าตาเปล่าจะดูใหญ่กว่า แต่ก็ดูเหมือนเป็นแผ่นแสงเล็กๆ และแสงที่มากพอจะไปถึงชั้นบรรยากาศจนมองไม่เห็นการบิดเบือนของแสงที่เกิดจากชั้นบรรยากาศ

ทำไมดวงดาวถึงระยิบระยับ: บรรยากาศ

แสงที่ออกจากดาวและเดินทางไกลมายังโลกนั้นแทบจะไม่โค้งงอ ขับรถเป็นเส้นตรง เมื่อต้องผ่านชั้นบรรยากาศ วิถีของมันก็เปลี่ยนไป แม้ว่าบรรยากาศจะโปร่งแสง ไม่ใช่ชั้นของความหนาแน่นสม่ำเสมอ ส่วนที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวจะหนาแน่นกว่าชั้นบน นอกจากนี้ อากาศอุ่นจะขึ้นในตอนกลางวันซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น ทั้งหมดนี้ทำให้บรรยากาศกลายเป็นก๊าซปั่นป่วน เรายืนกรานแม้จะโปร่งใส

เมื่อแสงจากดวงดาวกำลังจะมาถึงเราก็ต้องผ่านชั้นบรรยากาศ มันจะเบี่ยงเบนเล็กน้อยทุกครั้งที่เจอชั้นของอากาศที่มีความหนาแน่นต่างกัน จะหักเหเมื่อเปลี่ยนจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นหนึ่งเป็นอีกตัวหนึ่ง และอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากอากาศเคลื่อนที่ตลอดเวลา เราจึงคิดว่าการเต้นของดาวดวงเล็กๆ นั้นคงที่เช่นกัน ทำให้รู้สึกว่าพวกมันเป็นประกายระยิบระยับ ความเบี่ยงเบนเล็กน้อยเหล่านี้ยังสามารถทำให้พวกเขาเปลี่ยนสีได้ เช่นเดียวกับที่ดวงอาทิตย์ทำเมื่อตกบนขอบฟ้า

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมว่าเหตุใดดวงดาวจึงกะพริบและดาวเคราะห์ไม่กะพริบ