新聞 > 科教 > 正文

在晴朗的夜晚 我們經常會看見星星在閃爍 那您知道這是為什麼嗎

總的來說,我們的大氣層真的太偉大了。這層由氮氣、氧氣和其他氣體組成的毛毯既使我們世界的溫度溫暖宜人,又使我們免遭有害紫外線照射,更不用說它氣化的那些宇宙殘骸了。對了,沒有大氣層中的氧氣,包括我們在內的動物甚至都無法存活於世。這可是一份不壞的簡歷。

圖解:相對其他顏色的光而言,大氣中的氣體散射藍色光較多。所以從外層空間來看,地球就有一層藍色光暈。正是因為如此,天空大多數時候也是藍色的。

但是雖然它有這麼多良好品質,大氣層對於天文愛好者可是個糟心事——因為它會扭曲光線。在夜晚,大氣層使一些天體閃爍,這個現象的術語叫做「天文閃爍(astronomical scintillation)」,而你大概只知道它的另一個名字:閃(twinkling)。

洋蔥一樣,大氣層是一層一層的。底層是對流層,由你站的這片行星表面的大地開始,往上延伸5~9英里(約合8~14.5千米),這裏是地球上大多數天氣現象發生的地方。往上依次是平流層、中間層、熱層和外層(也有將中間層、熱層合稱電離層的)。

圖解:平流層高空飛行的B-36和平締造者轟炸機

這些層溫度各不相同,密度也各不相同。當恆星的光線進入大氣層時,它跑進了熱空氣和冷空氣的一個個口袋,這些口袋就像大型透鏡一樣,使光線在經過它們時改變方向(也稱「折射」)。這些透鏡並不是固定的,它們會不停移動、會改變大小;當它們改變時,恆星光線的折射也改變了——這就是為什麼星星看起來在閃爍。

天文閃爍也作用於行星。從地球上看去,水星、金星、火星和其它太陽系行星(甚至我們的月亮)也會一閃一閃,但行星的閃爍是很難察覺的。

距離也是恆星較太陽系行星閃爍得更明顯的主要原因——前者離地球太遠,每個恆星看起來都像一個獨立的小光點;而月亮和我們的行星鄰居們則不一樣,它們更近,受大氣層影響更小,像一個個小盤子掛在天上。它們並不是從一小點發出的光芒,而是許多獨立的小點發出的光芒匯聚到一起,這些光芒很少會同時閃爍。這就是為什麼月亮與行星較之於恆星閃爍地沒那麼明顯。

閃爍僅發生於大氣層存在的時候,所以哈勃望遠鏡拍下的照片十分清晰,因為沒有任何大氣層的空氣口袋折射星光。而地球上的天文學家們則藉助有適應性的視覺系統來補償閃爍造成的影響,使星星看起來更加穩定。

相關知識

地球大氣層,又稱大氣圈,因重力關係而圍繞着地球的一層混合氣體,是地球最外部的氣體圈層,包圍着海洋和陸地,大氣圈沒有確切的上界,在離地表2000-16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子,在地下、土壤和某些岩石中也會有少量氣體,它們也可視同大氣圈的組成部分,地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體,這些混合氣體即稱為空氣。

圖解:於近地軌道拍攝的颱風

地球大氣圈氣體的總質量約為5.15×10^18千克,相當於地球總質量的百萬分之0.86,由於地球引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的熱層、其中99%在低於25~30公里以內,地球高密度大氣的氣壓也相當驚人,海平面每平方米所受空氣擠壓高達11公噸,每立方米的空氣品質可達1.29kg之多。大氣層保護地表避免太陽輻射直接照射,尤其是紫外線;也可以減少一天當中極端溫差的出現。

責任編輯: 王和  來源:天文在線 轉載請註明作者、出處並保持完整。

本文網址:https://hk.aboluowang.com/2019/0807/1325723.html