De ce sclipesc stelele, iar planetele strălucesc liniștit?

Într-o noapte senină, stelele par să tremure: se aprind, pălesc, uneori își schimbă culoarea pentru o clipă. Englezoaica Jane Taylor a prins imaginea într-o poezie, „The Star”, publicată în 1806 și cântată azi de copii din toată lumea ca „Twinkle, Twinkle, Little Star”. Numai că steaua nu clipește deloc. Vinovatul este aerul de deasupra noastră.

Astronomii numesc fenomenul scintilație. Atmosfera nu e omogenă, ci un amestec mereu în mișcare de pungi de aer mai calde și mai reci. Aerul cald deviază lumina mai puțin, cel rece mai mult, așa că fiecare pungă se poartă ca o lentilă slabă și nestatornică. Raza venită de la stea e împinsă când spre ochiul nostru, când pe lângă el, iar steaua pare că pâlpâie. Paradoxal, explică meteorologii de la Observatorul din Hong Kong, nu vântul în sine e cauza, ci contrastele de temperatură.

Mișcările sunt minuscule. Astrofizicianul Phil Plait notează că o stea „sare” de obicei cu doar câteva secunde de arc, în timp ce Luna plină are cam 1.800. Fenomenul a fost totuși măsurat cu mare atenție: o serie de studii publicate din 1997 de Dainis Dravins și colegii săi, pe baza observațiilor de pe insula La Palma, a urmărit scintilația pe scări de timp de la microsecunde până la anotimpuri.

Lângă orizont, stelele sclipesc mai tare, pentru că lumina lor traversează mult mai mult aer: privind drept în sus, străbatem cam 100 de kilometri de atmosferă, spre orizont peste 1.000. În plus, aerul deviază diferit culorile, așa că în unele clipe ajunge la noi mai mult roșu, în altele mai mult albastru. Sirius, cea mai strălucitoare stea a cerului nopții, poate pâlpâi atunci în toate culorile când răsare sau apune.

Planetele se poartă altfel. Stelele sunt atât de departe încât rămân simple puncte de lumină chiar și în telescoape mari. Planetele, vecinele noastre, apar ca niște discuri minuscule: Jupiter are de obicei câteva zeci de secunde de arc. Fiecare punct al discului trimite propria rază, pe care turbulența o abate în altă direcție, iar abaterile se compensează. Rezultatul e o lumină calmă. Regula nu e absolută: foarte jos, aproape de orizont, poate licări și o planetă.

Deosebirea are și un ecou românesc. „Luceafărul” de seară sau de dimineață, cel mai strălucitor „astru” de pe cerul amurgului, nu e o stea, ci, cum arată dicționarele, planeta Venus. Iată și un truc de observator: dacă printre stele vedeți un punct luminos care nu tremură deloc, aproape sigur e o planetă.

Pentru astronomi însă, scintilația nu e poezie, ci zgomot. O soluție a fost urcarea telescopului deasupra aerului. Hubble orbitează din 1990 la aproximativ 483 de kilometri altitudine și, potrivit NASA, distinge detalii de 0,05 secunde de arc, cât să citească anul de pe o monedă aflată la peste trei kilometri.

Telescoapele de la sol au învățat și ele să „anuleze” atmosfera. Prin optica adaptivă, o oglindă subțire, deformabilă, își schimbă forma în timp real ca să corecteze tremurul măsurat pe o stea de referință strălucitoare, aflată lângă ținta observată. Când o astfel de stea lipsește, astronomii își fac una: un laser reglat pe 589 de nanometri aprinde atomii de sodiu dintr-un strat aflat la circa 90 de kilometri înălțime. Observatorul European Austral (ESO) lucrează la această tehnologie din 1989.

Următorul pas e uriaș. Viitorul Extremely Large Telescope al ESO, din Chile, va avea cea mai mare oglindă adaptivă construită vreodată, cu un diametru de 2,4 metri, alcătuită din segmente groase de doar 1,95 milimetri. Peste 5.000 de actuatori îi vor modifica forma de până la 1.000 de ori pe secundă, ca stelele să apară cât mai clare, fără tremurul aerului.

Surse: ESO (Adaptive Optics; ELT – oglinda M4; Laser Guide Star Facility), NASA (Hubble), W. M. Keck Observatory, Hong Kong Observatory, Scientific American (Phil Plait), EarthSky, Penn State University (ASTRO 801), Dravins et al., Publications of the Astronomical Society of the Pacific (1997), The Traditional Ballad Index, DEX online