星星为啥总被画成五角形?六角、八角不行吗

科普中国 2017-09-30

  

“Twinkle, twinkle, little star

  一闪一闪亮晶晶

  How I wonder what you are

  满天都是小星星

  Up above the world so high

  挂在天上放光明

  Like a diamond in the sky.

  好像许多小眼睛

  这首《Twinkle, twinkle, little star》

  (《一闪一闪小星星》)的儿歌

  很多人都会哼唱,

  那你会画小星星吗?

  嗯?你是不是画了一个五角星?

  小朋友们画星星总喜欢画成五角形。但其实我们的星星是可以画成四角、六角、七角的……

  四角,

 

  六角,

  澳大利亚国旗上的七角,

 

  要知道我们看到的星星大多数是恒星,都是巨大的高温发光球体,我们在很远的地方看它们基本上就是一个圆点。

  下图才是星星的正确画风,

  (没错,就是上边那几个点点)

  问题来了:为啥我们画星星时总要带角呢?

  这是因为我们看到的星星是带角的啊~~

  由于人眼结构的原因,看到的星星是这样的。(看见没,黑暗中的一个白点儿,就是带角的星星了)

 

  不光是人眼,望远镜拍出来的星星其实也是带角的,

 

  这是由于望远镜上的结构导致的,而正常的天文望远镜(包括哈勃太空望远镜)是长这样的,

  细心的小伙伴一定发现了,天文望远镜的镜筒和镜子之间都有用柱子连接(专业术语叫桁架,桁架的数量可多可少,常见的是四根、六根、八根等)。

  如果有四根桁架,长这样,

 

  那么拍出来的星像就会是这样,

 

  (看见没,桁架啥形状出来的星星就啥样~)

  简单地说,这是由于桁架的衍射效应造成的。

  敲黑板,划重点!衍射,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。

  以水波为例,衍射是这样的,

 

  当开口或小孔变得更小时,衍射就成这样了

  而光其实是一种电磁波,所以也会衍射,当远处光源来的光线穿过小孔或者绕过一个物体的时候,光线会发生衍射,留下小孔或物体的印记。

  例如一束激光经过一个小孔后也会发生衍射,衍射图样是这样的,

  光线如果遇到十字型的桁架,发生的衍射就是这样的

  (左)十字桁架,(右)衍射图样

  所以,望远镜拍出来的星星总是有棱有角的(专业词叫星芒)。

  此外,星芒还和光圈大小有关。

  回到最初的问题,为什么我们画星星的时候总画五个角的星?

  因为可以一笔快速画成啊!

 

  不信,你迅速一笔画个四角星、六角星、七角星、八角星给本君瞧瞧~

 

本文由中国科学院国家天文台研究员郑永春进行科学性把关

责任编辑:李阳阳

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