星星為什麼會“眨眼睛”？（把自然講給你聽）

星星“眨眼睛”是光線的折射率出現了波動，大氣湍流導致了折射率變化

夏天的夜晚，觀星是不少人的一大樂趣。

當我們在晴朗無雲的夜晚仰望天空，常常能看到星星一閃一閃，好像在眨眼睛，特別是當星體觀察位置靠近地平線時，閃爍更劇烈。那麼，星星為什麼會“眨眼睛”呢？

你有沒有想過，我們看到的星星，其實並不是星星的“真身”。

我們從光的折射現象説起。當光從一種介質傳播到另一種介質，會發生折射現象。不僅如此，當光在同一種介質中傳播時，也會因為密度不同而發生折射。地球上的空氣，靠近地面的密度大，接近太空的密度小。光線從太空照向地球時，也會因為空氣密度不同而發生折射現象。因此，我們看到的星星的位置，其實不是它的實際位置，而是有一定“位移”。這種現象在專業上又叫“蒙氣差”。

所以，星星“眨眼睛”，並不是“真身”在動，而是光線的折射率出現了波動，導致肉眼觀察下的星星，與其“真身”所在位置的偏移距離在短時間內發生了變化。這種變化非常頻繁，每秒鐘有幾十次到上百次。

那麼，是什麼導致了光線折射率的變化呢？

答案是——大氣湍流。按照物理學定義，大氣湍流是大氣中一種複雜的運動。大氣湍流分為兩種，一種是機械湍流，地面包括房屋建築、山川樹木等阻擋了近地面風力，導致上下部位氣流風力不均衡，形成“風力差”；另一種是熱力湍流，因為地表温度分佈不均勻，熱空氣上升、冷空氣下沉。可見，大氣湍流是時時都在發生的。通常，白天發生的大氣湍流更加強烈，導致折射率波動更大，星星“眨眼睛”也更頻繁，只是我們觀察不到。

瞭解了大氣湍流的形成機制，人們就能更好加以利用。比如，為了更穩定地觀測星星、儘可能減少大氣湍流帶來的干擾，天文台多選址在高山上，受地表機械湍流及熱力湍流的影響小了，光的折射率也不會在短時間內有明顯波動。

星星“眨眼睛”，給觀星的人們帶來愉悦的體驗。讓我們更好地保護環境，一起為了星空更璀璨而努力。

（作者為南京大學大氣科學學院教授，本報記者姚雪青採訪整理）