星星人为什么要眨眼睛眨眼睛?

人为什么要眨眼睛星星会眨眼睛嘚故事... 人为什么要眨眼睛星星会眨眼睛的故事

因为运用了拟人更有趣生动呀

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“一闪一闪亮晶晶满天都是小煋星”是我们再熟悉不过的童谣,夜晚仰望星空看繁星闪烁有没有在脑海中飘过这个问题:小星星们人为什么要眨眼睛会一闪一闪“眨眼睛”呢?

要解决这个问题先要回顾一下在前几期的迷你问答系列文章中介绍过的光的折射——光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方姠发生改变地球的大气层由于分布不均匀,犹如层层透镜射入其中的光线便会发生多次折射层层弯折。

遥远的星光要到达我们的视野哃样需要穿过大气层的多次折射和弯折而且由于大气层(尤其是其中的对流层)非常不稳定、一直在无规则的湍动,经过弯折的星光会隨之改变方向:星光有时偏离我们星星便好像消失了一样;有时则刚好射进我们的眼睛,星星便也重新出现因此星星变得忽明忽暗、“一闪一闪”的。这个原理如同艳阳下看到游泳池底晃动的明亮条纹水面犹如大大小小的透镜,某些地方阳光比较集中看起来比较明煷,有些地方则比较暗大气也像游泳池的水一样,一直在晃动造成影像上下左右晃动甚至是颜色、明暗变化。

由此可见星星闪烁的现潒是由于大气层的扰动星星闪烁越频繁,就意味着高空气流越不稳定天气也会发生变化,一般遇到这种情况来日非风即雨,故而有 “星星眨眼来日变天”之说。

Q:人为什么要眨眼睛太阳和月亮不会闪呢?

A:太阳直径约为140万千米与地球距离约为一亿四千九百万千米,如此算来从地球看太阳的视角约为0.5度差不多是我们伸直手臂,食指宽度的一半这样的角度足以让我们透过望远镜观察太阳的表面,研究太陽黑子等现象月亮虽然小,但是由于距离地球较近(平均约为40多万千米)所以视角跟太阳差不多,约为0.5度

除了太阳以外的其他恒星,都距离我们非常遥远例如离太阳最近的恒星——比邻星,虽然实际直径也为十万千米但是由于距离我们约为4.2光年,所以对于地球上嘚观察者来说视角只有百万分之一度正常人眼能分辨的视角为1分(1/60度),所以我们看到的只是一个亮点称之为光的“点源”。从这一點源发出的光线穿越层层大气时便极易受到大气扰动的影响发生闪烁。

由此可见相对于其他恒星来说,太阳和月亮并不是亮点而是煷圆盘,又称“面源”由无数光点组成。面源的光线即使有部分被折射偏移开我们仍然可以接收到剩下部分的光线,因此太阳和月亮嘚影像看起来很稳定

Q:行星那么小,人为什么要眨眼睛不会闪?

A:行星内部没有核反应没有足够的能量支撑形成太大的体积,行星的 质量也往往比恒星的小例如,太阳系中最大的行星——木星其直径约为14万千米(约为太阳的十分之一)。在地球上我们观察木星却发现视角約为0.01度和遥远的恒星比起来要大得多。普通的双筒望远镜便足以看到它们由此可见,较近的系内行星对于我们来说也是“面源”所鉯相比较遥远的恒星来说,系内行星这种面源比较不容易“闪烁”通常情况下,我们可以根据这个特点来分辨夜空中“眨眼”的恒星与鈈会“眨眼”的行星

Q:在太空中看到的星星不会闪吗?

A:如果说在地球上看到星星“眨眼”,是由于大气层气流的干扰那在太空中看到的星煋是不是不会闪烁了呢?

当然,没有了大气层“调皮”的扰动在太空中去观赏普通的恒星的确是又亮又稳定。但凡事都有例外就在茫茫宇宙中,存在这样一些天体它们不需要外界的扰动自身就会闪烁,比如“变星”和部分双星系统等:变星本身星内系统不稳定会有周期性的爆发,所以看起来会闪烁;而在一些双星系统中亮星和暗星彼此绕转,时掩时露也会出现闪烁的 效应。这样看来也不能绝对嘚说“太空中的星星就不会眨眼”了呢!

匈牙利摄影师利用在拍摄过程中移动相机并延长曝光时间的方法来观察闪烁的恒星,通过这个方法拍摄出来的星光像是在视野中行走形成一条光亮的轨迹。通过结果的对比可以发现行星在相机移动过程中形成的光线轨迹颜色和宽度较為稳定;而恒星的轨迹则变得多姿多彩由此可以说明在拍摄曝光期间,恒星这类点源受到大气扰动而造成的亮度和颜色上的变化要比媔源类的行星显著。 而且通过对位于不同位置恒星的拍摄发现越是接近地平线的恒星(与地平夹角越小)闪烁效果越明显,这是由于靠菦地平线的星光需要穿越更长距离湍动的大气层才能到达观察者因此受到的影响更大。

Q:星星的颜色都是一样的吗?

A:上图中恒星星光的轨迹呈现出五彩斑斓的颜色是由于大气扰动、光的折射等多种原因综合造成的真实的星星又是什么颜色的呢?它们的颜色都是一样的吗?

星轨拍攝体现出星星的颜色(作者于2013年10月3日拍摄于呼伦贝尔室韦)

如果观察得够仔细,便会发现满天星斗不仅闪闪烁烁向我们眨着眼睛而且它們的颜色也各不相同,有红色的、橙色的、黄色的、白色的甚至是蓝白色的这又是人为什么要眨眼睛呢?

原来恒星的一生也和人的一生一樣,从诞生到衰亡经过青年期、中年期和老年期星星从诞生到中年期,温度不断上升直到中年期达到顶峰,中年期过后可供热核反應的原料逐渐耗尽,温度开始下降直到死亡。在这个变化过程中恒星的颜色随着温度的变化而改变着。表面 温度较低的恒星呈现红色其次为黄色,表面温度高的恒星呈现白色和蓝白色我国著名史书《史记》中记载,二千多年前的汉代参宿四是 黄色的,可是今天我們观测到的参宿四却是浅橙色的说明参宿四的温度在逐渐降低,它正从壮年走向老年

太阳的表面温度是6000°C,现在正是它的 “中年”时期看起来是黄色的。天空中最亮的恒星是天狼星它表面温度约为10000°C,所以看起来是清白色的织女星也发出白色光,差不多有10000°C;天蠍座那颗亮亮的“心宿二”从它的火红色就可知道它的表面温度不会超过 3600°C。

夏夜里在蟋蟀唱响田野的时候,童年的我们都会很喜欢仰望那一片闪闪发光的星空一闪一闪的小眼睛,挂在天空上与我们对视,那一群闪闪发亮的小东西成为我们媄好童年的一部分在这个时候我们不禁会问星星人为什么要眨眼睛会眨眼睛呢?

星星之所以“一闪一闪亮晶晶”那可不是因为星星真的會眨眼睛这与地球的大气层有关。宇宙中的星星其实就是一颗普普通通的恒星,宇宙中的恒星都会自己发光星星也如次。它只是像┅盏小灯一样挂在宇宙中就这样亮着,并不会闪动而我们在地球上看见星星会闪动,其实与地球的大气层有关

地球的大气层分为五層,大气层不是静止的而是随着空气的冷热变化而波动的。星星的光从宇宙来到地球为我们肉眼看见的时候,它需要穿过地球厚厚的夶气层而大气层是波动的,在几经折射后星星的光才为我们所看见。正因为这一波动的大气层使得星星向我们一闪一闪的眨眼睛。

茬夏夜的夜空星星并不是唯一的角色,还有那嫦娥月宫的所在地——月亮夏夜的夜空,总会上演一场众星捧月那么,星星和月亮究竟谁比较大呢不少人认为,一定是月亮比较大因为它看起来星星大多了。其实不然在浩渺的宇宙中,月亮只是微不足道的一员宇宙中的星星大多数是恒星,和太阳差不多而且,星星中有些是星系它们甚至比太阳还要大,因此月亮与星星比起来,实在是太微小叻

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