¿Por qué no brilla la luna?

Las estrellas parpadean porque su luz tiene que atravesar varias capas diferentes de la atmósfera de la Tierra. Entonces, ¿por qué la luna no brilla también?

the-moon light atmosphere Ricky
fuente

Si miras a la luna a través de un telescopio en una noche en que las estrellas brillan mucho, verás los pequeños cráteres moviéndose. Eso es viento en la atmósfera que los hace brillar, como las estrellas. No magnificado, puedes verlo muy bien porque cada pequeño brillo está rodeado por una superficie lunar brillante, no por la negrura del espacio.

Wayfaring Stranger

En contraste con mi respuesta, sites.google.com/site/fresnel4twinkle sugiere que el fenómeno no se comprende bien y que la explicación popular actual es incorrecta

Danikov

Cuando aprendí astronomía por primera vez, se me dijo una especie de "regla" que "las estrellas brillan, los planetas (y otros cuerpos) brillan". Entonces, si todas las estrellas están parpadeando pero hay una roja que no lo es, sería Marte. De acuerdo, he visto a Saturno parpadear cuando la visión es pobre, por lo que no siempre es 100% correcto, pero puede ser útil una buena cantidad de tiempo.

coblr

Respuestas:

El primer puñado de visitas en Google en realidad devuelve respuestas incompletas e incluso incorrectas (p. Ej., "Porque la Luna es mucho más brillante", lo cual es completamente incorrecto, y "Porque la Luna está más cerca", que está incompleta [ver más abajo]). Así que aquí está la respuesta:

Como mencionas, cuando la luz ingresa a nuestra atmósfera, atraviesa varias parcelas de gas con densidad, temperatura, presión y humedad variables. Estas diferencias hacen que el índice de refracción de las parcelas sea diferente, y dado que se mueven (el término científico para que el aire se mueva es "viento"), los rayos de luz toman caminos ligeramente diferentes a través de la atmósfera.

Las estrellas son fuentes puntuales

Las estrellas están muy lejos, lo que las convierte en fuentes puntuales. Cuando observa una fuente puntual a través de la atmósfera, los diferentes caminos tomados de un momento a otro la hacen "saltar", es decir, parpadea (o centellea ).

La región en la que salta la fuente puntual abarca un ángulo del orden de un segundo de arco. Si toma una foto de una estrella, durante el tiempo de exposición, la estrella ha saltado por todas partes dentro de esta región, y por lo tanto ya no es un punto, sino un "disco".

... la luna no es

Lo mismo es cierto para la Luna, pero dado que la Luna (como se ve desde la Tierra) es mucho más grande (aproximadamente 2000 veces más grande, para ser específico) que este "disco de visión" como se llama, simplemente no lo notas. Sin embargo, si está observando detalles en la Luna a través de un telescopio, la visión pone un límite a la precisión de los detalles.

Lo mismo es incluso cierto para los planetas. Los planetas que puedes ver a simple vista abarcan desde varios segundos de arco hasta casi un minuto de arco. Aunque se ven como fuentes puntuales (debido a que la resolución del ojo humano es aproximadamente 1 minuto de arco), no lo son, y notará que no parpadean (a menos que estén cerca del horizonte donde su luz atraviesa un área más espesa). capa de atmósfera).

La imagen a continuación puede ayudar a comprender por qué ves el parpadeo de una estrella, pero no el de la Luna (muy exagerado):

EDITAR: Debido a los comentarios a continuación, agregué el siguiente párrafo:

Ni el tamaño absoluto ni la distancia son importantes en sí mismos. Solo la proporción es.

Como se describió anteriormente, lo que hace que una fuente de luz parpadee depende de su tamaño aparente en comparación con la visión , es decir, su diámetro angular definido por la relación entre su diámetro absoluto y su distancia desde la Tierra: $s$ $\delta$ $d$ $D$

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

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

Si , el objeto parpadea. Si es más grande, no lo hace. $\delta \lesssim s$

Por lo tanto, decir que la Luna no parpadea porque está cerca es una respuesta incompleta, ya que, por ejemplo, un potente láser a 400 km de la Tierra, es decir, 1000 veces más cerca que la Luna, todavía parpadearía porque es pequeño. O viceversa, la Luna sería centelleo incluso a la distancia que es, si fuera tan sólo 2.000 veces más pequeño.

Finalmente, para lograr buenas imágenes con un telescopio, no solo desea colocarlo en un sitio remoto (para evitar la contaminación lumínica), sino también, para minimizar la visión, a grandes altitudes (para tener menos aire) y en regiones particularmente secas ( tener menos humedad). Alternativamente, puedes ponerlo en el espacio.

pela
fuente

"Porque la luna está mucho más cerca" no está estrictamente equivocado: no tiene todo ese tamaño angular al ser más grande que las estrellas. :)

hobbs

El poder de la pregunta de la red caliente ... aunque es una buena respuesta.

Rob Jeffries

Espere, de acuerdo con el tercer párrafo, los planetas deberían parpadear, ya que efectivamente son fuentes puntuales. Pero luego dices que no. Por qué no?

BlueRaja - Danny Pflughoeft

@ BlueRaja-DannyPflughoeft: Lo siento, veo que está mal redactado; Todos los planetas visibles a simple vista desde la Tierra no son fuentes puntuales, sino muchos segundos de arco. Pero la resolución del ojo humano es mucho peor que esto, aproximadamente 1 minuto de arco, creo.

pela

@Spilt_Blood: Esa cuestión se puede descuidar por completo en términos de visualización. La luz que vemos desde una estrella distante es la luz que no interactúa con gas / polvo. Interactuar significa ser absorbido (en cuyo caso simplemente no lo vemos), o estar disperso. Pero la probabilidad de que un fotón se disperse exactamente en nuestra dirección es infinitamente pequeño, por lo que en efecto también se absorbe. Por lo tanto, el efecto de la materia interestelar es reducir la intensidad, pero no hacer que la estrella parpadee.

pela

La página de wikipedia sobre centelleo , también conocido como centelleo, lo cubre de manera sucinta; se reduce al hecho de que las estrellas distantes están lo suficientemente distantes como para ser una fuente puntual de luz coherente. Los planetas solares y Luna están lo suficientemente cerca como para tener un diámetro resoluble mientras son visibles, lo que significa que su luz no es coherente como podría ser una fuente puntual.

Matemáticamente, el umbral en el que una fuente de luz distante se convierte en una fuente puntual efectiva dependerá de su tamaño y distancia, en relación con el tamaño de la abertura del dispositivo de visualización (en este caso, el ojo humano). Se podría pensar efectivamente como un cilindro entre la abertura y el perímetro de la fuente de luz: cuando ese cilindro es lo suficientemente estrecho al atravesar la atmósfera, se obtiene un parpadeo visible.

Es importante tener en cuenta que el centelleo no es el efecto de espejismo, que es causado por los gradientes de temperatura en la atmósfera y causa el efecto de "natación". El centelleo no desplaza la posición aparente de la fuente de luz, sino que produce variaciones de brillo y color. El mecanismo real de centelleo resulta de la luz de onda plana y la turbulencia atmosférica que causa interferencia en el frente de onda de esa luz. Esto está claramente demostrado por esta imagen de la NASA .

Danikov
fuente