Почему звезды мерцают? ;-)

[SF]

Объяснение немерцания планет приводит к интересному выводу. Чем больше турбулентность, тем с более широкого атмосферного конуса происходит также и усреднение мерцаний звезд. Таким образом можно вывести полезную примету для практического наблюдателя - чем сильнее мерцания, тем лучше качество (структура) изображения, а чем мерцания слабее, тем качество изображения хуже...

:-Р

[SF]

Ernest >> Странно!
Еще бы! Это довольно подлый и не совсем тривиальный вопрос... ;-\

Если у проволоки есть сечение - постоянное или переменное - то и усреднение будет иметь место. А сечение имеется обязательно - я приводил в незабвенной теме про "Объектив от ОСК в качестве объектива для рефрактора" картинку от Dr.Alexander.

Но можно обойтись и без картинки - например, просто вспомнить про угол атмосферного изопланатизма (обсуждался и на этом форуме в нескольких темах) - если бы трасса света звезды была "проволочной", такого понятия просто бы не существовало.

Итак: чем сильнее турбулентность, тем сечение воздушной "трубки"-трассы (и следовательно усреднение) больше, а суммарное мерцание меньше!

... Да, конечно, где-то тут специально зарыта собака. Сегодня времени на эксгумацию не имею, попробую через день-два. Если кто-нибудь не опередит...

[SF]

2Максим Гераськин:
А какой источник был процитирован? В цитате упомянуты только завихрения с разными плотностями и температурами.  Пульсации температуры воздуха сильно влияют на его показатель преломления, пульсации влажности могут оказывать влияние в пограничном морском слое, а вклад пульсаций давления незначителен. При этом давление упоминается, а влажность - нет. Это как-то сомнительно.

2Ernest:
Свободное время сдвигается на конец недели, сейчас я хочу сделать только одно замечание.

диаметр пучка на "входе" в атмосферу меньше диаметра глаза, при увеличении - несколько больше, но не на порядки - амплитуда колебаний яркости звезд не кажется очень большой
Не имею сейчас под рукой и привожу по памяти - в достаточно распространенном ДЯМовском курсе, том "Практическая астрофизика": амплитуда визуальных мерцаний - 10 при длительности 0.0005 с (2000 кГц), что объясняет незамечаемость глазом.

И еще один вопрос, не по причине врожденной злобности, но в отместку за отсутствия большой глубины и закопанной собаки.

Рассмотрим случай с наблюдением характерной теневой картины из быстро бегущих темных полос и пятен. (В вышеупомянутом Мартынове должны быть фотографии зеркала, освещенного светом звезды). Итак, полосы бегут. Мы на них смотрим - сначала просто так, а потом поступаем как Vitaliy - включаем вентиляцию. Какие при этом возникают мысли? (Приглашаются все желающие).

[SF]

2Pluto:
>> предположение aver1 имеет под собой некоторые основания

И еще какие! Поэтому я и заимел на Ernest-а зуб (разумеется, виртуальный. Какой он на меня - не знаю), что это предположение было отвергнуто сразу, без обсуждения и вопрос был назван мелким.

Необходимо рассматривать возмущения в ближней и дальней зонах.

В ближней зоне достаточно геометрической оптики и мы имеем дело с упоминавшимися линзами и дефокусировкой.

В дальней зоне уже будет наблюдаться френелевская дифракция на тех неоднородностях, которые образуют атмосферный случайный фазовый экран. Треугольник расписывается как d^2 + h^2 = (h+л/2)^2,
d=sqrt(л*h) - если h=10км и л=0.5 мкм, то радиус первой зоны Френеля ~7см. Характерный масштаб бугущих теней зависит от высоты возмущающего слоя и составляет несколько сантиметров.

Обычно имеются несколько десятков слоев толщиной 3-20м с температурным отклонением 0.2-0.8К на различных высотах до средней стратосферы, но основная концентрация в районе тропопаузы на высотах 8-15км. Горизонтальный размер >100м, по вертикали эти слои могут искривляться на >10м.

>> за мерцание ответственны два основных слоя

Да! При этом нужно отличать [фотометрическое] мерцание и качество [структуры] изображения. За них отвечают различные атмосферные слои - приземный за структуру и верхний за мерцания - и поэтому корреляция между ними не так уж и очевидна.

Изопланатизм и вентиляцию я упомянул для того, чтобы подвигуть обсуждение к наличию "конуса" (раз мы имеем волновую оптику и дифракцию) и, соответственно, отсутствию "проволоки".

Кстати, во время наблюдений вентиляция нужна - в теме "Активное охлаждение телескопа Ньютона" правильно указано, что зеркало не успевает изменять свою температуру вслед за окружающей средой. Желательна же разность (по памяти) не более 0.2 градуса. Поэтому нагревающийся от зеркала воздух просто сдувают ламинарной струей. На последних телескопах 4-м класса воздух нагнетают в окружающий главное зеркало по краю кольцевой шланг с небольшими боковыми отверстиями, а откачивают в центре зеркала через отвод в кассегреновском фокусе.

[SF]

2Ernest:
ирония по поводу [...] немерцания
Нет, не ирония - "заброс конуса".

мерцание и структура изображения
На структуру изображения влияют неоднородности в ближней зоне. Роль мерцаний мала, около 8% при r<2.5 см и уменьшается с ростом r.
Если уж хочется "вцепиться" в этот вопрос, можно поискать Progress in Optics, но том сейчас не помню, не новый, 18-й или 19-й.

2Pluto:
Ламинарную струю еще надо получить. Уверяю Вас это не так просто.
Я просто употребляю термины из presentation. Либо вентиляторы дают струю, а baffle redirects воздушный поток, либо используется кольцевая трубка. Т.е. отношение к ламинарности не слишком драматическое. Вероятно, струя с силой, способной сдуть (пардон за образ) "конвекционные сопли" над зеркалом достаточно ламинарна.