【天文台科普】太空人冇見過星星會閃?到底係咩驅使星光閃爍?

撰文:香港天文台
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(原文取自天文台網頁,大小標題、引言及內文,經過香港01編輯修訂)

為什麼星星會閃?

由於太空人在太空旅程中並沒有看見星星閃爍,該現象必定是大氣引致。但是,星星閃爍是由於空氣擾動的說法並非完全正確。

單單是空氣的擾動,我們稱之為風。風並不能使星星閃爍,因為光的速度很快,每小時超過十億公里。

星光受到扭曲來自空氣的溫度變化。空氣溫度的變化很大,差不多是老生常談。一般來說,每升高一公里,溫度會下降攝氏6.5度,因此在山上會感到較清涼。同樣,在炎熱的日子,你可能會留意到曬熱的馬路上升的熱浪,使遠處的車看來呈波浪形。

星光受到扭曲來自空氣的溫度變化。(Gettyimages/視覺中國)

究竟溫度變化怎樣導致星閃閃呢?

當光進入透明的媒體(如空氣),它一般會改變方向(即散射)。方向改變的幅度則視乎溫度的高低。暖空氣使光彎曲較少而冷空氣使光彎曲較大,這是因為暖空氣中的空氣分子相距較遠,造成較少散射。

任何星體(太陽除外)均離地球很遠很遠,基本上只有一道光線到達地球。當光線進入大氣層,經過不同溫度的空氣時會有不同的散射。如果那道光線散射偏離我們,星星便好像暫時消失;當光線剛好射進眼睛時,星星就重新出現,產生閃爍的效果。

為什麼大的星體如太陽或月亮並不會閃呢?

太陽及月亮發出的光線,很多都抵達地球。即使部份光線被散射掉,我們仍接收到其他的光線,所以太陽和月亮的影像看來很穩定。

行星在我們眼中看來也很細小,為什麼又不會閃?

行星其實並不像遠處的星體,可以當作光點看待。普通的雙筒望遠鏡(不必使用天文望遠鏡)便足以看到它們並非想像的小。所以它們像太陽及月亮,是不會閃的。

什麼是熱流?

熱流是不穩定空氣,因受熱而形成。它們出現在受太陽照射的地面或面向太陽的山脊或懸崖,垂直上升。禽鳥如鷹等善於利用熱流,上升動力令牠們省力地在天空滑翔。飛行運動如滑翔傘便是採用同一原理。

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

原文:為什麼星星會閃?

作者:香港天文台李本瀅

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