Hur uppstår  tindrandet ?


  Jordatmosfärens  inverkan  på  stjärnljus

Med astronomiska instrument kan man i detalj studera jordatmosfärens inverkan på stjärnljus.  Denna är av flera slag:

Refraktion (avböjning) —  Lufthavet fungerar som en lins eller ett prisma som avböjer ljuset, så att det når oss från en något annan riktning än den där himlakroppen verkligen finns.  Välkänd är den tillplattade bilden av sol- eller månskivan nära horisonten.

Seeing (bildskärpa) —  I teleskop med hög förstoring ser man stjärnorna inte som enbart punkter, utan som små diffusa fläckar som genom luftoron är stadda i snabb rörelse.

Scintillation (tindrande) — Den mängd stjärnljus som ett visst ögonblick når ögat eller ett teleskop fluktuerar hela tiden och stjärnan syns “blinka”.  Orsaken är också här luftoron, dock av en något annan typ än den som orsakar suddiga bilder.


  Solljus  i  vattenbassäng
 
Ljusspelet på botten av en solbelyst vattenbassäng har analogier med det ljusmönster som skapas i atmosfären och som orsakar stjärnors tindrande.  Den oregelbundna vattenytan bildar en mängd små linser som ömsom fokuserar, ömsom sprider ut solljuset på bassängbotten, så att ett “skuggmönster” uppstår.



  Flygande  skuggor

Oregelbundenheter i luften fungerar också som linser vilka fokuserar stjärnljus på marken.  ”Linser” i luften uppkommer på hög höjd, genom att luftlager med något olika temperatur blandas.  Luftens brytningsförmåga för ljus skiljer sig något för i luft av skilda temperaturer och blandningar av olika varm luft fungerar som linser som fokuserar himlakropparnas ljus på marken.  Dylika ”luftlinser” är dock tämligen svaga (uttryckt i dioptrier kanske en styrka på 0,0001, tiotusentals gånger svagare än vanliga glasögon).

Vid sällsynta tillfällen kan man med blotta ögat observera detta belysningsmönster på marken (”flygande skuggor”).  Det kan inträffa sekunderna innan (eller efter) en total solförmörkelse, då månen täckt för nästan hela solskivan, så att det som återstår närmast bara är en stjärnliknande ljus punkt.  Dessa skuggor ”flyger” med den hastighet (och i den riktning) som vindarna har i de övre luftlager som bär fram luftens oregelbundenheter.  Detta trolska ljusspel på botten av jordatmosfären motsvarar ljusspelet  på bottnen av en solbelyst vattenbassäng.

Flygande skuggor vid solförmörkelse (bilden visar hur en tecknare såg dessa på en husvägg  i Sicilien).  När motsvarande skuggor från stjärnor nattetid flyger förbi ögat, observeras snabba förändringar i stjärnors ljusstyrka: de tindrar.

Vi kan nu också börja förstå varför planeter (nästan) inte tindrar, medan stjärnor gör det.  Vinkelutsträckningen för en stjärna är såpass liten att det ljus vi observerar från den passerat endast en enda grupp luftlinser.  Den större vinkelutsträckningen hos ljusare planeter innebär emellertid att ljus från olika delar av planetskivan passerat var sin grupp av luftlinser.  Det samlade ljuset blir då ett medelvärde över en mängd olika stora fluktuationer och detta medelvärde undergår endast obetydliga variationer: planeterna lyser med ett fast sken.


    Astronomi i Lund

Sidan framställd av Dainis Dravins (dainis@astro.lu.se).  Updaterad JD 2.455.775