【天文台科普】太空人冇见过星星会闪?到底系咩驱使星光闪烁?

撰文: 香港天文台
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(原文取自天文台网页,大小标题、引言及内文,经过香港01编辑修订)

为什么星星会闪?

由于太空人在太空旅程中并没有看见星星闪烁,该现象必定是大气引致。但是,星星闪烁是由于空气扰动的说法并非完全正确。

单单是空气的扰动,我们称之为风。风并不能使星星闪烁,因为光的速度很快,每小时超过十亿公里。

星光受到扭曲来自空气的温度变化。空气温度的变化很大,差不多是老生常谈。一般来说,每升高一公里,温度会下降摄氏6.5度,因此在山上会感到较清凉。同样,在炎热的日子,你可能会留意到晒热的马路上升的热浪,使远处的车看来呈波浪形。

星光受到扭曲来自空气的温度变化。(Gettyimages/视觉中国)

究竟温度变化怎样导致星闪闪呢?

当光进入透明的媒体(如空气),它一般会改变方向(即散射)。方向改变的幅度则视乎温度的高低。暖空气使光弯曲较少而冷空气使光弯曲较大,这是因为暖空气中的空气分子相距较远,造成较少散射。

任何星体(太阳除外)均离地球很远很远,基本上只有一道光线到达地球。当光线进入大气层,经过不同温度的空气时会有不同的散射。如果那道光线散射偏离我们,星星便好像暂时消失;当光线刚好射进眼睛时,星星就重新出现,产生闪烁的效果。

为什么大的星体如太阳或月亮并不会闪呢?

太阳及月亮发出的光线,很多都抵达地球。即使部份光线被散射掉,我们仍接收到其他的光线,所以太阳和月亮的影像看来很稳定。

行星在我们眼中看来也很细小,为什么又不会闪?

行星其实并不像远处的星体,可以当作光点看待。普通的双筒望远镜(不必使用天文望远镜)便足以看到它们并非想像的小。所以它们像太阳及月亮,是不会闪的。

什么是热流?

热流是不稳定空气,因受热而形成。它们出现在受太阳照射的地面或面向太阳的山脊或悬崖,垂直上升。禽鸟如鹰等善于利用热流,上升动力令牠们省力地在天空滑翔。飞行运动如滑翔伞便是采用同一原理。

参考:What Einstein told his barber", R.L. Wolke,Dell Publishing,2000。

原文:为什么星星会闪?

作者:香港天文台李本滢