چرا ستاره‌ها چشمک می‌زنند؟ از گمانه‌زنی‌های ارسطو تا لیزرهای پیشرفته

عصر ایران - بشر هزاران سال است که چشم به اعماق فضا دوخته و همواره این پرسش را از خود پرسیده که چرا ستاره‌ها چشمک می‌زنند. این پدیده که در علم نجوم «برق‌زدن ستاره‌ای» (Stellar Scintillation) نامیده می‌شود، قرن‌ها ذهن بزرگ‌ترین اندیشمندان را به خود مشغول کرده بود.

تاریخچه‌ یک معما: از ارسطو تا نیوتن

• یونان باستان: ارسطو، فیلسوف بزرگ یونانی که حدود ۳ قرن پیش از میلاد مسیح زندگی می‌کرد، معتقد بود چشمک‌زدن ستاره‌ها به دلیل ضعف چشمان ماست؛ او گمان می‌کرد افراد برای تماشای این نقاط دوردست باید چشمانشان را بیش از حد باز کنند و این خستگی باعث لرزش تصویر می‌شود.

• گمانه‌زنی الماس‌گونه: قرن‌ها بعد، اخترشناسان تصور می‌کردند ستارگان مانند الماس‌هایی در فضا در حال چرخش هستند و انعکاس نور از وجوه مختلف آن‌ها باعث ایجاد حالت چشمک‌زدن می‌شود.

• پایان ابهامات با نیوتن: این گمانه‌زنی‌ها تا اوایل قرن هجدهم ادامه داشت تا اینکه ایزاک نیوتن اعلام کرد که عامل اصلی این پدیده، نه خود ستارگان، بلکه اتمسفر زمین است.

دلیل علمی: تلاطم جوی و شکست نور

لارنه وایتهد، فیزیکدان دانشگاه بریتیش کلمبیا، این پدیده را به تابش یک منبع نوری بسیار کوچک در دوردست تشبیه می‌کند که نور آن از دل هوایی ناپایدار می‌گذرد.

زمانی که نور ستاره به جو زمین می‌رسد، از لایه‌های مختلف هوا با دما و غلظت‌های متفاوت عبور می‌کند. این لایه‌ها مانند منشورهای کوچکی عمل کرده و باعث انکسار (شکست) نور می‌شوند.

یک مثال ساده: این فرآیند دقیقاً شبیه زمانی است که در عمق یک استخر به نور خورشید نگاه می‌کنید. تکان‌های آب و امواج روی سطح آن باعث می‌شوند منبع نور را در حال لرزش و تغییر شکل ببینید. اتمسفر زمین نیز برای نور ستاره، حکمی مشابه آب استخر را دارد.

چرا سیارات چشمک نمی‌زنند؟

اگر در شب به آسمان نگاه کنید، نقاطی را می‌بینید که نوری ثابت و بدون لرزش دارند؛ این‌ها معمولاً سیاره هستند.

• نقطه در برابر دیسک: ستاره‌ها به دلیل فاصله بسیار دور، در چشم ما تنها یک «نقطه نوری» بی‌نهایت ریز هستند که کوچک‌ترین حرکت هوا مسیر آن را منحرف می‌کند.

• اثر خنثی‌سازی: سیارات به زمین نزدیک‌ترند و از پشت تلسکوپ به صورت یک «دیسک» دیده می‌شوند. نور خروجی از یک دیسک شامل چندین پرتو است؛ وقتی اتمسفر یکی از این پرتوها را منحرف می‌کند، پرتوهای دیگر آن را جبران می‌کنند و در نتیجه نور سیاره ثابت به نظر می‌رسد.

تکنولوژی‌های نوین: خنثی کردن چشمک ستاره‌ای

در نجوم مدرن، این چشمک‌زدن یک "مزاحم" بزرگ است زیرا باعث تاری عکس‌های فضایی می‌شود. دانشمندان برای حل این مشکل از دو روش استفاده می‌کنند:

۱. اپتیک سازگار (Adaptive Optics)

تلسکوپ‌های عظیم زمینی امروزه به آینه‌های منعطفی مجهز هستند که هزاران بار در ثانیه تغییر شکل می‌دهند تا دقیقاً اثر تلاطم جو را خنثی کنند. آن‌ها با استفاده از یک لیزر راهنما، یک ستاره مصنوعی در آسمان می‌سازند تا میزان لرزش جو را اندازه بگیرند.

۲. تلسکوپ‌های فضایی

تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب (JWST) و هابل به این دلیل به فضا فرستاده شده‌اند که خارج از اتمسفر زمین قرار بگیرند. در خلاء فضا، هیچ لایه هوایی وجود ندارد؛ بنابراین برای این تلسکوپ‌ها (و فضانوردان)، ستاره‌ها هرگز چشمک نمی‌زنند و به صورت نقاط نوری کاملاً ثابت و شفاف دیده می‌شوند.

تفاوت دید در زمین و فضا

غزاله اکرمی با کلاه و کت جین در اکران کوری (+عکس)

بیشتر بخوانید:

کشفی خارق‌العاده در قلب یک ابرنواختر مشهور(+عکس)

درخشش «خوشه پروین» بر فراز یک سازه صخره‌ای (+عکس)

تماشاخانه

یک جرعه آب برای هدهد؛ یک گودال مرگ برای کل و بزها / دو تصویر از یک ماجرا

چیتگر؛ رد یک جنایت عجیب میان درختان / درخت‌ها قبل از مرگ زخمی شده بودند

فیلم های دیگر