星星為什么會(huì)“眨眼睛”？

星星“眨眼睛”是光線的折射率出現(xiàn)了波動(dòng)，大氣湍流導(dǎo)致了折射率變化

夏天的夜晚，觀星是不少人的一大樂(lè)趣。

當(dāng)我們?cè)谇缋薀o(wú)云的夜晚仰望天空，常常能看到星星一閃一閃，好像在眨眼睛，特別是當(dāng)星體觀察位置靠近地平線時(shí)，閃爍更劇烈。那么，星星為什么會(huì)“眨眼睛”呢？

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你有沒有想過(guò)，我們看到的星星，其實(shí)并不是星星的“真身”。

我們從光的折射現(xiàn)象說(shuō)起。當(dāng)光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象。不僅如此，當(dāng)光在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，也會(huì)因?yàn)槊芏炔煌l(fā)生折射。地球上的空氣，靠近地面的密度大，接近太空的密度小。光線從太空照向地球時(shí)，也會(huì)因?yàn)榭諝饷芏炔煌l(fā)生折射現(xiàn)象。因此，我們看到的星星的位置，其實(shí)不是它的實(shí)際位置，而是有一定“位移”。這種現(xiàn)象在專業(yè)上又叫“蒙氣差”。

所以，星星“眨眼睛”，并不是“真身”在動(dòng)，而是光線的折射率出現(xiàn)了波動(dòng)，導(dǎo)致肉眼觀察下的星星，與其“真身”所在位置的偏移距離在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了變化。這種變化非常頻繁，每秒鐘有幾十次到上百次。

那么，是什么導(dǎo)致了光線折射率的變化呢？

答案是——大氣湍流。按照物理學(xué)定義，大氣湍流是大氣中一種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。大氣湍流分為兩種，一種是機(jī)械湍流，地面包括房屋建筑、山川樹木等阻擋了近地面風(fēng)力，導(dǎo)致上下部位氣流風(fēng)力不均衡，形成“風(fēng)力差”；另一種是熱力湍流，因?yàn)榈乇頊囟确植疾痪鶆颍瑹峥諝馍仙?、冷空氣下沉?？梢姡髿馔牧魇菚r(shí)時(shí)都在發(fā)生的。通常，白天發(fā)生的大氣湍流更加強(qiáng)烈，導(dǎo)致折射率波動(dòng)更大，星星“眨眼睛”也更頻繁，只是我們觀察不到。

了解了大氣湍流的形成機(jī)制，人們就能更好加以利用。比如，為了更穩(wěn)定地觀測(cè)星星、盡可能減少大氣湍流帶來(lái)的干擾，天文臺(tái)多選址在高山上，受地表機(jī)械湍流及熱力湍流的影響小了，光的折射率也不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)有明顯波動(dòng)。

星星“眨眼睛”，給觀星的人們帶來(lái)愉悅的體驗(yàn)。讓我們更好地保護(hù)環(huán)境，一起為了星空更璀璨而努力。

《人民日?qǐng)?bào)》