¿Por qué no parpadean los planetas?

Por primera vez, debo discrepar respetuosamente con Robert Frost. La razón por la que las estrellas brillan y los planetas no se relaciona con su tamaño angular, pero no tiene nada que ver con la resolución del ojo humano.

El ambiente está formado por bolsas de aire con diferentes temperaturas. Estas bolsas de aire tienen diferentes índices de refracción, es decir, doblan la luz que pasa a través de ellas en diferentes grados. El “tamaño” típico de una bolsa de aire es de 10-20 cm (el parámetro de Fried). Dentro de 10-20 cm, la atmósfera suele ser homogénea; en escalas mayores de 20 cm, se vuelve no homogénea.

¿Qué tiene esto que ver con las estrellas contra los planetas? Imagine dibujar líneas entre la estrella y su ojo (por simplicidad, suponga que solo tiene una). Estos representan la luz que viene de la estrella a tu ojo. La estrella es esencialmente un punto porque está muy lejos, por lo que todas las líneas pasan exactamente por los mismos bolsillos de aire. Las bolsas de aire doblan la luz, haciendo que la estrella salte un poco. Tu ojo interpreta esto como un parpadeo.

Ahora imagine dibujar líneas entre el planeta y su ojo. El planeta NO es una fuente puntual, por lo que estas líneas se originan en diferentes puntos del planeta y pasan a través de diferentes bolsas de aire. Cada bolsa de aire tiene un efecto diferente en la luz y estos se promedian entre sí, lo que hace que la luz total que recibe del planeta sea relativamente constante. Por ejemplo, el diámetro angular de Júpiter es de alrededor de 50 segundos de arco. Eso significa que esas líneas desde el planeta hasta su ojo se extienden a lo largo de 1.3 m cuando están a 5 km sobre el suelo, aproximadamente en el medio de la atmósfera. 1.3 m es mucho más grande que el tamaño típico de la bolsa de aire de 10-20 cm, lo que le da el efecto promedio que mencioné.

Tenga en cuenta que nunca mencioné la resolución del ojo humano, porque no es relevante. Las personas con muy buena vista tienen una resolución de alrededor de 60 segundos de arco, aproximadamente del tamaño de Venus en la aproximación más cercana, pero considerablemente más grande que los otros planetas. Solo un puñado de personas ha visto los planetas como algo más que fuentes puntuales. Hasta donde yo sé, todas estas afirmaciones involucraron las fases de Venus en torno al enfoque más cercano. Para simples mortales como nosotros, todas las estrellas y todos los planetas son fuentes puntuales a simple vista.

EDITAR: Debo mencionar que cuando miras las estrellas a través de un gran telescopio, no parpadean, a pesar de que las estrellas parecen puntos incluso en los mejores telescopios. Esto se debe a que cuando dibuja líneas desde la estrella hasta el telescopio, aunque la estrella es una fuente puntual, el telescopio no lo es. Si su apertura es lo suficientemente grande, las líneas pasarían a través de muchos bolsillos de aire diferentes cerca del telescopio, dando el mismo efecto promedio.

están más cerca de la Tierra y, por lo tanto, no aparecen como puntos precisos, sino como pequeños discos en nuestro cielo. Podrías ver los planetas como discos si miraras a través de un telescopio, mientras que las estrellas seguirían siendo puntos precisos. La luz de estos pequeños discos también es refractada por la atmósfera de la Tierra, ya que viaja hacia nuestros ojos. Pero, si bien la luz de un borde del disco de un planeta podría verse obligada a “zig” en un sentido, la luz del borde opuesto del disco podría estar “zagándose” de manera opuesta. Los zigs y zags de luz de un disco planetario se cancelan entre sí, y es por eso que los planetas parecen brillar constantemente.
Es posible que vea planetas parpadeando si los ve bajo en el cielo. Esto se debe a que, en la dirección de cualquier horizonte, estás mirando a través de más atmósfera que cuando miras hacia arriba.
Si pudieras ver estrellas y planetas desde el espacio exterior, ambos brillarían de manera constante. No habría atmósfera que perturbara el flujo constante de su luz.

Las estrellas están tan lejos que su tamaño angular es menor que la resolución del ojo humano, lo que las convierte en puntos. Y luego, ligeras perturbaciones de la atmósfera hacen que ese punto parezca parpadear, porque es más pequeño que las perturbaciones.

Los planetas suelen estar lo suficientemente cerca (y lo suficientemente grande) como para que su tamaño angular sea realmente mayor que la resolución del ojo humano. No son puntos para nosotros, tienen tamaño, consumen área.

Entonces, descubramos la resolución del ojo. Podemos usar la fórmula del criterio de Rayleigh para obtener una buena aproximación:

Θ = 1.22 (λ / D) en radianes

Esa fórmula dice que el ángulo más pequeño que podemos resolver es igual a 1.22 veces la longitud de onda dividida por el diámetro de la lente.

La sensibilidad visual humana máxima es de aproximadamente 550 nm.

La pupila, en una noche oscura, puede alcanzar hasta 9 mm.

Θ = 1.22 (550E-9 / 9E-3) en radianes

Θ = 7.45E-5 radianes

Un radián es 57.2957795 grados, entonces

Θ = 4.27E-3 grados

Típicamente, la resolución angular se da en segundos de arco. Hay 3600 segundos de arco en un grado, entonces

Θ = 15.378 ”

Comparemos eso con una lista de tamaños angulares para los planetas:

• Mercurio 4.535 ″ – 13.019 ″
• Venus 9.565 ″ – 66.012 ″
• Marte 3.492 ″ – 25.113 ″
• Júpiter 29.800 ″ – 50.115 ″
• Saturno 14.991 ″ – 20.790 ″
• Urano 3.340 ″ – 4.084 ″
• Neptuno 2.179 ″ – 2.373 ″

Entonces, la mayoría de las veces, Venus, Marte, Júpiter y Saturno tienen un diámetro angular mayor que la resolución de nuestro ojo.

Para que un planeta se vea como una estrella, necesita estar lo suficientemente lejos o lo suficientemente pequeño como para que su diámetro angular sea menor que la resolución del ojo. Mirando la lista anterior, eso significa que Urano se ve como una estrella, cuando es visible a simple vista. Urano es tenue, por lo que solo se puede ver en excelentes condiciones.

La misma idea general se puede extrapolar a un telescopio para determinar el tamaño de un disco planetario a través de una lente particular.

“¿Por qué no parpadean los planetas?”

Lo hacen, a veces, cuando la visión astronómica es particularmente horrible. Sin embargo, los planetas de ojos desnudos generalmente parpadean menos que las estrellas. A menos que esté bajo un cielo espectacularmente bueno, esa puede ser una forma práctica de encontrar planetas rápidamente.

Pero, veamos por qué brillan las estrellas. Brevemente, los movimientos de muchas pequeñas células de aire refractan la luz de las estrellas a través de pequeños ángulos. Los ángulos cambian al azar y, a medida que la visión empeora, esos ángulos pueden agrandarse.

Supongamos, en aras de la claridad y la simplicidad, que estás mirando directamente a la estrella y que la luz no ha sido refractada. Tienes una imagen agradable y nítida de una estrella en el mejor ángulo posible para tu ojo. Esa es la situación con la que sueñan los astrónomos. Ahora, pensemos en la atmósfera habitual, con el aire revoloteando entre nuestros ojos y el cielo. Esa luz estelar se doblará al azar, moviéndose sobre un área de tu ojo.

Puede notar, con bastante facilidad, que su visión es más nítida y brillante solo en una pequeña parte de su campo de visión. Automáticamente movemos nuestros ojos y cabezas para seguir objetos en movimiento y así poder usar esa visión nítida. El problema es que ese rayo de luz estelar doblado al azar se mueve de manera impredecible. Se desviará fuera de esa pequeña área de visión nítida. A veces, si las condiciones son realmente terribles, la luz de las estrellas puede desviarse tanto que apenas podemos verla.

Cuando eso sucede, ves una estrella parpadeante (es decir, parpadeante).

Ahora, con un planeta brillante, en realidad estás viendo más que un punto. Dejaré a Robert Frost para cubrir ese fenómeno; su explicación es, como siempre, espléndida. Piense en ello como un haz de rayos de luz en lugar de un solo rayo de luz. [1] Piensa en lo difícil que es mover todo ese haz de luz fuera de tu área de visión nítida. En lugar de que un solo punto de luz se mueva sobre tu ojo, tienes un pequeño disco de luz moviéndose sobre tu ojo. Es como dibujar con un crayón en lugar de un lápiz.

Nuestros cerebros son realmente buenos para hacer ajustes automáticos en lo que vemos, por lo que requiere mucha variación en el brillo antes de que lo notemos. Esto es lo que sucede con el parpadeo del planeta. Está allí, pero debido al efecto “crayón contra lápiz”, no es tan grave como lo es para las estrellas. Simplemente no lo notamos. No, a menos que las condiciones sean horribles.

Esta es la razón por la cual algunos astrónomos aficionados, condenados a observar desde lugares pésimos, podrían decir algo como: “Oh, las estrellas centellean más que los planetas. Cuando notas que los planetas parpadean, es hora de empacar el equipo y disfrutar de una bonita tarde con tu Significant Otro.” (Bueno, eso es lo que digo, de todos modos. ¡Mi esposa disfrutaría más la noche si dejara de quejarme!)

[1] Sí, puedo escuchar a mi antiguo instructor de física dando vueltas en su tumba. Es solo una forma de visualizar lo que está sucediendo, ¡no lo tomes literalmente!

Los planetas están mucho más cerca de la tierra que las estrellas. La relación del tamaño de un planeta en el sistema solar y su distancia de la Tierra, es mucho mayor que la relación del tamaño de una estrella fuera del sistema solar y su distancia de la Tierra. Y, por lo tanto, la Tierra recibe más luz de los planetas del sistema solar que las estrellas fuera del sistema solar. En pocas palabras, las estrellas están demasiado lejos.

Debido a que se recibe más luz de los planetas, más luz llega al ojo humano después de pasar a través de la atmósfera de la tierra y todas las partículas de polvo. Cualquier luz que llegue a la tierra desde el exterior atraviesa una resistencia de la atmósfera, especialmente de las partículas de polvo. La luz se dispersa y parte de la luz incluso se refleja en el espacio. Desde las estrellas, la cantidad de luz que llega a la Tierra ya es pequeña. Después de atravesar la atmósfera, solo fragmentos de esta luz es lo que llega al ojo humano. Las estrellas, por lo tanto, se ven centelleantes. La luz de los planetas es mucho más grande y, por lo tanto, incluso después de atravesar la atmósfera, hay un haz de luz constante que recibe un ojo humano. Por lo tanto, un planeta se ve estable en el cielo.

Bueno, creo que esto depende de

1. La distancia entre la fuente (planeta) y el observador (nosotros).
2. La composición de la fuente.
3. La propiedad de la luminiscencia (es decir, autoluminosa o no luminosa).

Es posible que estos factores se sumen y conduzcan al no parpadeo de las estrellas.

Deducí el primer punto del hecho de que el sol a pesar de ser una estrella no brilla.

Las estrellas son tan brillantes como el sol o más brillantes. Pero muy lejos. Las irregularidades en la atmósfera hacen que parpadeen.

Los planetas son más cercanos y menos brillantes. Con magnificaiton se convierten en pequeños discos. Menos propenso a las irregularidades en el aire.

Porque emiten luz reflejada. Mientras que una estrella emite su propia luz que es el resultado de la reacción de fusión que tiene lugar dentro de la estrella. Esto hace que la luz parpadee

Están mucho más cerca de nosotros. Aunque parezcan puntos de luz, si miras a través de un telescopio, una estrella sigue siendo un punto de luz, pero un planeta es visible. Debido a este hecho, su luz está menos sujeta a interrupciones que la luz de una estrella.

Centelleo estelar: por qué las estrellas brillan: cielo y telescopio

El planeta es una enorme bola de roca. No tienen luz propia, por lo que no centellean, mientras que las estrellas son una gran bola de gases ardientes, emiten calor y luz y centellean.

No puedo atraparte, por favor eloborate