Perché la luna non brilla?

Le stelle scintillano perché la loro luce deve attraversare diversi strati dell'atmosfera terrestre. Quindi perché anche la luna non brilla?

the-moon light atmosphere

— Ricky
fonte

Se guardi la luna attraverso un telescopio in una notte in cui le stelle scintillano male, vedrai i piccoli crateri che si muovono intorno. C'è vento nell'atmosfera che li fa brillare, proprio come le stelle. Non ingrandito, puoi vederlo molto bene perché ogni piccolo luccichio è circondato da una superficie lunare luminosa, non dall'oscurità dello spazio.

— Wayfaring Stranger

Contrariamente alla mia risposta, sites.google.com/site/fresnel4twinkle suggerisce che il fenomeno è poco compreso e che l'attuale spiegazione popolare non è corretta

— Danikov

Quando ho appreso per la prima volta l'astronomia, mi è stato detto una sorta di "regola" che "brillano le stelle, i pianeti (e altri corpi)". Quindi, se tutte le stelle scintillano ma ce n'è una rossa che non lo è, sarebbe Marte. Certo, ho visto Saturno scintillare quando la vista è scarsa, quindi non è sempre giusto al 100%, ma può essere utile per un bel po 'di tempo.

— coblr

Risposte:

La prima manciata di hit su Google in realtà restituisce risposte incomplete e persino sbagliate (ad es. "Perché la Luna è molto più luminosa" il che è chiaramente sbagliato, e "Perché la Luna è più vicina" che è incompleta [vedi sotto]). Quindi ecco la risposta:

Come dici tu, quando la luce entra nella nostra atmosfera, attraversa diversi pacchetti di gas con densità, temperatura, pressione e umidità variabili. Queste differenze rendono diverso l'indice di rifrazione dei pacchi e, poiché si muovono (il termine scientifico che circola nell'aria è "vento"), i raggi di luce prendono percorsi leggermente diversi attraverso l'atmosfera.

Le stelle sono fonti puntuali

Le stelle sono immensamente lontane, rendendole effettivamente fonte di punti. Quando guardi una fonte puntuale attraverso l'atmosfera, i diversi percorsi presi da un momento all'altro la fanno "saltare in giro" - cioè brilla (o luccica ).

La regione in cui la sorgente del punto salta attorno si estende su un angolo dell'ordine di un secondo d'arco. Se scatti una foto di una stella, durante il tempo di esposizione, la stella ha saltato dappertutto all'interno di questa regione, e quindi non è più un punto, ma un "disco".

... la luna non lo è

Lo stesso vale per la Luna, ma poiché la Luna (vista dalla Terra) è molto più grande (circa 2000 volte più grande, per essere precisi) di questo "disco vedente" come viene chiamato, semplicemente non lo noti. Tuttavia, se stai osservando i dettagli sulla Luna attraverso un telescopio, allora il vedere pone un limite a quanto puoi vedere.

Lo stesso vale anche per i pianeti. I pianeti che si possono vedere ad occhio nudo da diversi arcosec fino a quasi un arcmin. Sebbene sembrino fonti puntuali (perché la risoluzione dell'occhio umano è all'incirca 1 arcmin), non lo sono e noterai che non brillano (a meno che non siano vicino all'orizzonte in cui la loro luce attraversa uno spessore maggiore strato di atmosfera).

L'immagine sotto può aiutare a capire perché vedi il luccichio di una stella, ma non della Luna (molto esagerato):

EDIT: A causa dei commenti qui sotto, ho aggiunto il seguente paragrafo:

Né la dimensione assoluta, né la distanza sono importanti in sé. Solo il rapporto è.

$s$ $\delta$ $d$ $D$

δ = 2 \arctan (\frac{d}{2 D}) ≃ \frac{d}{D} f o r s m a l l a n g l e s

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

$\delta \lesssim s$

Quindi, dire che la Luna non brilla perché è vicina è una risposta incompleta, poiché ad esempio un potente laser a 400 km dalla Terra - cioè 1000 volte più vicino della Luna - continuerebbe a brillare perché è piccolo. O viceversa, la Luna sarebbe scintillio anche alla distanza è, se fosse solo 2000 volte più piccolo.

Infine, per ottenere buone immagini con un telescopio non si vuole solo metterlo in un sito remoto (per evitare l'inquinamento luminoso), ma anche - per ridurre al minimo la visione - ad alta quota (per avere meno aria) e in regioni particolarmente asciutte ( avere meno umidità). In alternativa puoi semplicemente metterlo nello spazio.

— Pela
fonte

"Perché la luna è molto più vicina" non è assolutamente sbagliato - non ottiene tutta quella dimensione angolare essendo più grande delle stelle. :)

— Hobbs

La potenza della domanda sulla rete calda ... buona risposta però.

— Rob Jeffries,

Aspetta, secondo il terzo paragrafo, i pianeti dovrebbero brillare, poiché sono effettivamente fonti puntuali. Ma poi dopo dici che non lo fanno. Perchè no?

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

@ BlueRaja-DannyPflughoeft: scusate, vedo che è mal definito; tutti i pianeti visibili ad occhio nudo dalla Terra non sono fonti puntuali, ma molti arcsec. Ma la risoluzione dell'occhio umano è molto peggio di questa, credo all'incirca 1 arcmin.

— pela

@Spilt_Blood: questa materia può essere completamente trascurata in termini di visione. La luce che vediamo da una stella lontana è la luce che non interagisce con gas / polvere. Interagire significa essere assorbiti (nel qual caso non lo vediamo) o essere dispersi. Ma la probabilità che un fotone sia sparso esattamente nella nostra direzione è infinitamente piccola, quindi in effetti è anche assorbita. Pertanto, l'effetto della materia interstellare è di ridurre l'intensità, ma non di far brillare la stella.

— pela,

La pagina di Wikipedia su scintillio , aka scintillazione, la copre in modo abbastanza succinto; si riduce al fatto che le stelle distanti sono sufficientemente distanti per essere una fonte puntuale di luce coerente. I pianeti solari e Luna sono abbastanza vicini da avere un diametro risolvibile pur essendo visibili, il che significa che la loro luce non è coerente come quella di una sorgente puntiforme.

Matematicamente, la soglia alla quale una sorgente luminosa lontana diventa una sorgente puntuale efficace sarà una funzione della sua dimensione e distanza, rispetto alla dimensione dell'apertura del dispositivo di visualizzazione (in questo caso, l'occhio umano). Potresti effettivamente pensarlo come un cilindro tra l'apertura e il perimetro della sorgente luminosa: quando quel cilindro è sufficientemente stretto quando attraversa l'atmosfera, si ottiene uno scintillio visibile.

È importante notare che la scintillazione non è l'effetto miraggio, che è causato da gradienti di temperatura nell'atmosfera e provoca l'effetto di "nuoto". La scintillazione non sposta la posizione apparente della sorgente luminosa, risultando invece in variazioni di luminosità e colore. L'attuale meccanismo di scintillazione deriva dalla luce delle onde piane e dalla turbolenza atmosferica che causa interferenze sul fronte d'onda di quella luce. Ciò è chiaramente dimostrato da questa immagine della NASA .

— Danikov
fonte