Mengapa Bintang Berkelip tetapi Planet Kelihatan Lebih Tenang?

Pada malam yang cerah, sebuah bintang terang boleh kelihatan berubah kecerahan dan kedudukannya dari detik ke detik, malah warnanya seolah-olah bertukar sedikit. Planet terang seperti Musytari atau Zuhrah pula biasanya kelihatan lebih tenang.

Perbezaan ini bukan kerana cahaya bintang tidak stabil manakala cahaya planet stabil. Puncanya terutama terletak di antara objek itu dengan mata kita, iaitu atmosfera Bumi yang menghasilkan sintilasi atmosfera.

Udara bukan medium yang seragam

Atmosfera kelihatan jernih, tetapi sifat optiknya tidak sekata. Udara di tempat dan masa yang berlainan mempunyai suhu serta ketumpatan yang sedikit berbeza, dan turbulens sentiasa menggerakkan kawasan-kawasan itu. Oleh sebab indeks biasan udara bergantung pada keadaannya, cahaya yang melaluinya mengalami pembiasan kecil yang sentiasa berubah.

Cahaya bintang tiba dari angkasa sebagai gelombang yang hampir selari, tetapi sebelum sampai ke mata atau teleskop ia perlu menembusi banyak lapisan udara yang bergerak. Dalam satu detik, susunan udara di sepanjang garis pandang mempunyai satu keadaan, dan beberapa saat kemudian keadaan itu sudah berbeza. Akibatnya kedudukan imej boleh berganjak sedikit dan jumlah cahaya yang diterima turut berubah, lalu mata kita menafsirkan perubahan pantas itu sebagai kelipan.

Mengapa bintang begitu mudah terjejas?

Bintang ialah objek yang sangat besar, malah Matahari sendiri sebuah bintang. Tetapi bintang lain terlalu jauh sehingga cakera permukaannya tidak dapat dibezakan oleh mata kasar. Cahayanya datang daripada kawasan yang bersaiz sudut sangat kecil di langit, maka ia bertindak hampir seperti sumber titik.

Apabila turbulens mengubah laluan cahaya daripada sumber titik, tiada bahagian imej lain yang dapat meratakan perubahan itu, jadi turun naiknya mudah dikesan. Ini tidak bermakna bintang itu sendiri berubah kecerahan pada kadar yang sama. Sesetengah bintang memang berubah kecerahan secara intrinsik, tetapi perubahan sebenar itu perlu dibezakan daripada sintilasi yang ditambah oleh atmosfera Bumi.

Planet melalui udara yang sama

Planet tidak mendapat laluan khas melalui atmosfera. Cahaya Musytari, Zuhrah atau Zuhal turut terkesan oleh turbulens yang sama. Bezanya ialah saiz sudut: teleskop menunjukkan bahawa planet yang dekat mempunyai cakera, dan cahaya daripada setiap bahagian cakera melalui laluan atmosfera yang sedikit berbeza.

Pada satu ketika, satu bahagian cakera mungkin sedikit lebih terang manakala bahagian lain berubah dengan cara yang lain. Apabila semua cahaya itu digabungkan oleh mata, sebahagian perubahan saling meratakan. Perkataan biasanya penting di sini. Planet masih boleh menunjukkan sedikit sintilasi, terutama apabila sangat rendah di langit atau ketika udara sangat bergelora, maka perbezaan ini bukan hukum mutlak.

Mengapa kelipan lebih kuat dekat ufuk?

Bintang yang rendah di ufuk lazimnya berkelip lebih kuat daripada bintang yang tinggi. Apabila kita melihat hampir tegak ke atas, cahaya menembusi laluan udara yang agak pendek. Apabila kita melihat ke arah ufuk, cahaya masuk pada sudut yang lebih landai dan menempuh laluan udara yang lebih panjang, maka lebih banyak kawasan udara berlainan suhu dan ketumpatan yang dilaluinya.

Pembiasan juga bergantung pada panjang gelombang. Dalam keadaan tertentu, bintang terang yang rendah seperti Sirius boleh kelihatan memancarkan kilatan warna yang berubah pantas.

Apabila kelipan menjadi masalah

Bagi mata manusia kelipan itu indah, tetapi bagi ahli astronomi turbulens mengaburkan butiran halus. Teleskop besar secara teori boleh menghasilkan imej yang sangat tajam, tetapi cahaya telah menembusi atmosfera sebelum sampai ke cerminnya. Pendedahan fotografi yang panjang merakamkan kesan gabungan perubahan itu sebagai imej yang kabur. Itulah sebabnya banyak balai cerap profesional dibina di tapak yang tinggi, kering dan mempunyai keadaan atmosfera yang stabil, seperti puncak Maunakea yang melebihi 4,000 meter dari aras laut.

Lokasi yang baik tidak menghapuskan atmosfera, maka teleskop moden menggunakan optik adaptif. Sistem ini mengukur herotan atmosfera dengan sangat pantas, kadangkala menggunakan bintang pandu buatan daripada laser, lalu cermin boleh ubah dilentur serta-merta untuk mengimbangi sebahagian herotan itu. Teknologi yang membetulkan imej teleskop sebenarnya sedang melawan proses fizikal yang sama yang menyebabkan bintang kelihatan berkelip.