Prečo hviezdy blikajú? Vysvetlenie a zaujímavosti
Pohľad na nočnú oblohu posiatu hviezdami je fascinujúci. Mnohí si všimli, že hviezdy sa často nejavia ako stále svietiace body, ale skôr akoby mihotali alebo blikali. Tento jav je bežný a má svoje vedecké vysvetlenie. Ak vás zaujíma, prečo hviezdy blikajú, odpoveď nespočíva vo hviezdach samotných, ale v niečom oveľa bližšom – v atmosfére našej Zeme.
Hlavná príčina: Atmosférická Scintilácia
Dôvodom, prečo hviezdy blikajú, je jav nazývaný atmosférická scintilácia. Poďme si rozobrať, čo to presne znamená:
- Svetlo z ďalekých hviezd: Hviezdy sú extrémne vzdialené svetelné zdroje. Aj tie najväčšie sa nám z tejto diaľky javia iba ako drobné, takmer bodové zdroje svetla.
- Cesta svetla atmosférou: Predtým, ako svetlo hviezdy dorazí k našim očiam alebo ďalekohľadu, musí prejsť cez zemskú atmosféru. Atmosféra je vrstva plynov obklopujúca Zem, ktorá nie je homogénna – skladá sa z rôznych vrstiev vzduchu s odlišnou teplotou, hustotou a vlhkosťou.
- Lom svetla (Refrakcia): Keď svetelný lúč prechádza z jedného prostredia do druhého s odlišnou hustotou (napríklad z vákua vesmíru do vzduchu, alebo medzi vrstvami vzduchu s rôznou teplotou), mení svoj smer. Tento jav sa nazýva lom svetla alebo refrakcia.
- Turbulencia v atmosfére: Zemská atmosféra je neustále v pohybe. Vzduch prúdi, miešajú sa teplé a studené masy, vytvárajú sa drobné víry – dochádza k javu známom ako atmosférická turbulencia. Tieto neustále a rýchle zmeny v hustote vzduchu spôsobujú, že svetlo z hviezdy sa pri prechode atmosférou neustále a náhodne láme rôznymi smermi.
- Vnímanie blikania: Pretože svetelný lúč z hviezdy k nám nedopadá priamo, ale jeho dráha sa v atmosfére neustále mierne mení, naše oko (alebo detektor ďalekohľadu) vníma tieto rýchle zmeny v jase a pozícii svetelného bodu ako blikanie alebo mihotanie.
Prečo planéty zvyčajne neblikajú?
Možno ste si všimli, že jasné objekty na oblohe, ktoré sú v skutočnosti planétami (ako Venuša, Mars, Jupiter), zvyčajne neblikajú tak výrazne ako hviezdy, ale svietia pokojnejším svetlom. Prečo je to tak?
- Vzdialenosť a zdanlivá veľkosť: Planéty našej slnečnej sústavy sú oveľa bližšie k Zemi ako hviezdy. Aj keď sa voľným okom môžu javiť ako jasné body, v ďalekohľade (a pre atmosféru) sa javia ako malé disky, nie ako body.
- Priemerovanie efektu: Svetlo k nám prichádza z celej plochy disku planéty. Rôzne svetelné lúče z rôznych bodov na disku prechádzajú mierne odlišnými cestami cez turbulentnú atmosféru. Zatiaľ čo niektoré lúče môžu byť v danom momente oslabené alebo odklonené jedným smerom, iné môžu byť zosilnené alebo odklonené iným smerom. Tieto efekty sa navzájom do veľkej miery vyrušia alebo spriemerujú.
- Stabilnejší obraz: Výsledkom je, že celkový jas a zdanlivá poloha planéty sú oveľa stabilnejšie a planéty zvyčajne neblikajú, alebo blikajú len veľmi málo.
Výnimka: Aj planéty môžu niekedy slabo blikať, najmä keď sa nachádzajú nízko nad obzorom. Vtedy ich svetlo musí prejsť cez oveľa hrubšiu a turbulentnejšiu vrstvu atmosféry, čo môže čiastočne narušiť stabilitu obrazu.
Faktory ovplyvňujúce intenzitu blikania
Intenzita blikania hviezd nie je vždy rovnaká. Závisí od viacerých faktorov:
Poloha hviezdy na oblohe
Hviezdy, ktoré sú nízko nad obzorom, blikajú oveľa výraznejšie. Je to preto, že ich svetlo musí prejsť dlhšiu dráhu cez najhustejšie a najturbulentnejšie spodné vrstvy atmosféry. Naopak, hviezdy vysoko nad hlavou (v blízkosti zenitu) blikajú menej, pretože ich svetlo prechádza cez atmosféru kratšou a zvyčajne stabilnejšou cestou.
Stav atmosféry
Počas veterných alebo teplotne nestabilných nocí je atmosférická turbulencia výraznejšia. To vedie k intenzívnejšiemu lomu svetla a teda aj k silnejšiemu blikaniu hviezd. Naopak, počas pokojných nocí so stabilným vzduchom (astronómovia tento stav nazývajú „dobrý seeing“) je blikanie menej výrazné.
Farebné blikanie
Niekedy sa môže zdať, že hviezda pri blikaní mení farby, často bliká červenými a modrými odtieňmi. Tento jav sa nazýva atmosférická disperzia. Podobne ako sklenený hranol rozkladá biele svetlo na spektrum farieb, aj atmosféra láme svetlo rôznych vlnových dĺžok (farieb) pod mierne odlišnými uhlami. Turbulencia potom tieto farebné lúče „rozhadzuje“, čo spôsobuje, že niekedy vidíme záblesk jednej farby a vzápätí inej. Tento efekt je opäť najvýraznejší pri hviezdach nízko nad obzorom.
Blikajú hviezdy aj vo vesmíre?
Je dôležité si uvedomiť, že samotné hviezdy vo vesmíre neblikajú tak, ako to vnímame my zo Zeme. Ich vyžarovanie svetla je (vo väčšine prípadov a v krátkom časovom horizonte) stabilné.
Astronauti na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) alebo počas misií na Mesiac vidia hviezdy ako stále, neblikajúce body svetla. Je to preto, že ich pozorujú z prostredia mimo hustej zemskej atmosféry alebo len z jej veľmi riedkych vrchných vrstiev.
Existujú síce tzv. premenné hviezdy, ktorých jas sa skutočne mení v dôsledku ich vnútorných fyzikálnych procesov (napríklad pulzácie, rotácia, zákryty v systémoch dvoch hviezd), ale ide o úplne iný jav s oveľa pomalšími a pravidelnejšími zmenami jasu než rýchle a náhodné atmosférické blikanie.
Záver
Teraz už viete, prečo hviezdy blikajú. Nie je to vlastnosť samotných hviezd, ale optický jav spôsobený prechodom ich svetla cez neustále sa meniacu a turbulentnú zemskú atmosféru. Tento jav, nazývaný atmosférická scintilácia, spôsobuje lom svetelných lúčov, čo naše oči vnímajú ako mihotanie. Rozdiel v blikaní medzi hviezdami (bodovými zdrojmi) a planétami (malými diskami) nám pomáha tieto objekty na nočnej oblohe aj rozlíšiť. Blikanie hviezd je tak krásnym dôkazom dynamickej povahy našej vlastnej atmosféry.
