Tại sao mặt trăng không lấp lánh?

Những ngôi sao lấp lánh vì ánh sáng của chúng phải xuyên qua nhiều tầng khí quyển khác nhau của Trái đất. Vậy tại sao mặt trăng không lấp lánh?

the-moon light atmosphere

— Ricky
nguồn

Nếu bạn nhìn mặt trăng qua kính viễn vọng vào một đêm khi những ngôi sao đang lấp lánh xấu, bạn sẽ thấy những miệng hố nhỏ đang ngọ nguậy. Đó là gió trong bầu khí quyển làm cho chúng lấp lánh, giống như những ngôi sao. Không bị trì hoãn, bạn có thể thấy nó rất tốt bởi vì mỗi tia sáng nhỏ được bao quanh bởi bề mặt mặt trăng sáng, không phải là màu đen của không gian.

— Stranger Stranger

Trái ngược với câu trả lời của tôi, các trang web.google.com/site/fresnel4twinkle cho thấy hiện tượng này chưa được hiểu rõ và cách giải thích phổ biến hiện tại là không chính xác

— Danikov

Khi tôi lần đầu tiên học thiên văn học, một loại "quy tắc" đã được nói với tôi rằng "các ngôi sao lấp lánh, các hành tinh (và các cơ thể khác) tỏa sáng". Vì vậy, nếu tất cả các ngôi sao đều lấp lánh nhưng có một màu đỏ thì không, đó sẽ là Sao Hỏa. Cứ cho là, tôi đã nhìn thấy Sao Thổ lấp lánh khi nhìn kém, vì vậy không phải lúc nào cũng đúng 100%, nhưng có thể hữu ích trong một khoảng thời gian hợp lý.

— coblr

Câu trả lời:

Một số lượt truy cập đầu tiên trên Google thực sự trả về câu trả lời không đầy đủ và thậm chí sai (ví dụ: "Bởi vì Mặt trăng sáng hơn nhiều", điều này hoàn toàn sai và "Vì Mặt trăng gần hơn" không đầy đủ [xem bên dưới]). Vì vậy, đây là câu trả lời:

Như bạn đã đề cập, khi ánh sáng đi vào bầu khí quyển của chúng ta, nó đi qua một vài lô khí với mật độ, nhiệt độ, áp suất và độ ẩm khác nhau. Những khác biệt này làm cho chỉ số khúc xạ của các lô đất khác nhau, và vì chúng di chuyển xung quanh (thuật ngữ khoa học cho không khí di chuyển xung quanh là "gió"), các tia sáng có những đường đi hơi khác nhau trong khí quyển.

Sao là nguồn điểm

Các ngôi sao ở rất xa, khiến chúng trở thành nguồn điểm. Khi bạn nhìn vào một nguồn điểm trong bầu khí quyển, các đường khác nhau được thực hiện từ khoảnh khắc này sang khoảnh khắc khác làm cho nó "nhảy xung quanh" - tức là nó lấp lánh (hoặc nhấp nháy ).

Vùng trong đó nguồn điểm nhảy xung quanh kéo dài một góc theo thứ tự của một cung giây. Nếu bạn chụp ảnh một ngôi sao, thì trong thời gian phơi sáng, ngôi sao đó đã nhảy khắp nơi trong khu vực này, và do đó nó không còn là một điểm, mà là một "đĩa".

Mặt trăng không phải là

Điều này cũng đúng với Mặt trăng, nhưng vì Mặt trăng (nhìn từ Trái đất) lớn hơn nhiều (cụ thể là khoảng 2000 lần) so với "đĩa nhìn" này như cách gọi của nó, bạn chỉ cần không chú ý đến nó. Tuy nhiên, nếu bạn đang quan sát chi tiết trên Mặt trăng qua kính viễn vọng, thì việc nhìn thấy sẽ đặt ra giới hạn về mức độ chi tiết bạn có thể nhìn thấy.

Điều tương tự thậm chí đúng với các hành tinh. Các hành tinh bạn có thể nhìn thấy bằng mắt thường từ một số vòng cung cho đến gần một phút. Mặc dù chúng trông giống như các nguồn điểm (vì độ phân giải của mắt người là khoảng 1 arcmin), nhưng chúng sẽ không nhận ra rằng chúng không lấp lánh (trừ khi chúng ở gần đường chân trời nơi ánh sáng của chúng đi qua dày hơn lớp khí quyển).

Hình ảnh dưới đây có thể giúp hiểu lý do tại sao bạn nhìn thấy sự lấp lánh của một ngôi sao, nhưng không phải là Mặt trăng (được phóng đại rất nhiều):

EDIT: Do các ý kiến dưới đây, tôi đã thêm đoạn sau:

Không phải kích thước tuyệt đối, cũng không phải là khoảng cách quan trọng. Chỉ có tỷ lệ là.

Như đã mô tả ở trên, điều gì làm cho nguồn sáng lấp lánh phụ thuộc vào kích thước rõ ràng của nó so với nhìn thấy , tức là đường kính góc của nó được xác định bởi tỷ lệ giữa đường kính tuyệt đối của nó và khoảng cách từ Trái đất: $s$ $\delta$ $d$ $D$

δ = = 2 hồ quang (\frac{d}{2 D}) ≃ \frac{d}{D} f o r S m một tôi tôi một n g tôi e S

$\delta = 2 \arctan \left( \frac{d}{2D} \right) \simeq \frac{d}{D}\,\,\,\mathrm{for\,small\,angles}$

$\delta \lesssim s$

Do đó, nói rằng Mặt trăng không lấp lánh vì nó gần là một câu trả lời chưa hoàn chỉnh, ví dụ như một tia laser mạnh mẽ cách Trái đất 400 km - tức là gần hơn 1000 lần so với Mặt trăng - vẫn sẽ lấp lánh vì nó nhỏ. Hoặc ngược lại, Mặt trăng sẽ lấp lánh ngay cả ở khoảng cách, nếu nó chỉ nhỏ hơn 2000 lần.

Cuối cùng, để đạt được hình ảnh tốt với kính viễn vọng, bạn không chỉ muốn đặt nó ở một nơi xa (để tránh ô nhiễm ánh sáng), mà còn - để giảm thiểu việc nhìn thấy - ở độ cao (để có ít không khí) và ở những vùng đặc biệt khô ( để có độ ẩm ít hơn). Hoặc bạn chỉ có thể đặt nó trong không gian.

— pela
nguồn

"Bởi vì mặt trăng ở gần hơn nhiều" không hoàn toàn sai - nó không có được kích thước góc cạnh bằng cách lớn hơn các ngôi sao. :)

— hobbs

Sức mạnh của câu hỏi mạng nóng ... mặc dù câu trả lời tốt.

— Rob Jeffries

Đợi, theo đoạn thứ ba, các hành tinh sẽ lấp lánh, vì chúng là nguồn điểm hiệu quả. Nhưng sau đó bạn nói họ không. Tại sao không?

— BlueRaja - Daniel Pflughoeft

@ BlueRaja-DannyPflughoeft: Xin lỗi, tôi thấy rằng nó rất tệ; tất cả các hành tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường từ Trái đất không phải là nguồn điểm, mà là nhiều arcsec. Nhưng độ phân giải của mắt người còn tệ hơn thế này, khoảng 1 arcmin, tôi nghĩ vậy.

— pela

@Spilt_Blood: Vấn đề đó có thể bị bỏ qua hoàn toàn về mặt nhìn thấy. Ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy từ một ngôi sao ở xa là ánh sáng không tương tác với khí / bụi. Tương tác có nghĩa là hoặc được hấp thụ (trong trường hợp chúng ta không nhìn thấy nó), og bị phân tán. Nhưng xác suất của một photon bị phân tán chính xác theo hướng của chúng ta là cực kỳ nhỏ, do đó, trong thực tế, nó cũng được hấp thụ. Do đó, tác dụng của vật chất liên sao là giảm cường độ, nhưng không làm cho ngôi sao lấp lánh.

— pela

Các trang wikipedia trên lấp lánh , hay còn gọi là nhấp nháy, vỏ nó khá ngắn gọn; thực tế cho thấy rằng các ngôi sao ở xa đủ xa để trở thành một nguồn ánh sáng kết hợp. Các hành tinh mặt trời và Luna đủ gần để có đường kính có thể phân giải trong khi có thể nhìn thấy, điều đó có nghĩa là ánh sáng của chúng không kết hợp giống như nguồn điểm.

Về mặt toán học, ngưỡng mà nguồn sáng ở xa trở thành nguồn điểm hiệu quả sẽ là một hàm của kích thước và khoảng cách của nó, liên quan đến kích thước khẩu độ của thiết bị xem (trong trường hợp này là mắt người). Bạn có thể nghĩ về nó một cách hiệu quả như một hình trụ giữa khẩu độ và chu vi của nguồn sáng: khi hình trụ đó đủ hẹp khi đi qua bầu khí quyển, bạn sẽ thấy rõ sự lấp lánh.

Điều quan trọng cần lưu ý là sự nhấp nháy không phải là hiệu ứng ảo ảnh, gây ra bởi độ dốc nhiệt độ trong khí quyển và gây ra hiệu ứng 'bơi'. Scintillation không thay thế vị trí rõ ràng của nguồn sáng, thay vào đó dẫn đến sự thay đổi độ sáng và màu sắc. Cơ chế thực tế của sự tán xạ là kết quả của ánh sáng sóng phẳng và nhiễu loạn khí quyển gây ra nhiễu trong mặt sóng của ánh sáng đó. Điều này được thể hiện rõ ràng bởi hình ảnh này từ NASA .

— Danikov
nguồn