Каково видимое положение звезд — выше или ниже их действительного

Атмосферная рефракцияПрежде чем луч света от удаленного космического объекта (например, звезды) сможет попасть в глаз наблюдателя, он должен пройти сквозь земную атмосферу. При этом световой луч подвергается процессам рефракции, поглощения и рассеяния.

Рефракция света в атмосфере — оптическое явление, вызываемое преломлением световых лучей в атмосфере и проявляющихся в кажущемся смещении удаленных объектов (например, наблюдаемых на небе звезд). По мере приближения светового луча от небесного тела к поверхности Земли плотность атмосферы растет (рис. 1) и лучи преломляются все сильнее. Процесс распространения светового луча через земную атмосферу можно смоделировать с помощью стопки прозрачных пластин, оптическая плотность которых изменяется по ходу распространения луча (рис. 2).

Рис. 1. Изменение плотности воздухас высотой относительно уровня моря

Рис. 2. Изменение хода световоголуча при прохождении пластинс увеличивающейся оптическойплотностью

Рис. 3. Криволинейное распространение светового луча в атмосфере(сплошная линия) и кажущиеся смещение объекта(пунктирная линия) Из-за рефракции наблюдатель видит объекты не в направлении их действительного положения, а вдоль касательной к траектории луча в точке наблюдения (рис. 3). Угол между истинным и видимым направлениями на объект называется углом рефракции. Звезды вблизи горизонта, свет которых должен пройти через самую большую толщу атмосферы, сильнее всего подвержены действию атмосферной рефракции (угол рефракции составляет порядка 1/6 углового градуса). В спокойной атмосфере наблюдают положение звезд, не находящихся на перпендикуляре к поверхности Земли. Каково видимое положение звезд — выше или ниже их действительного положения относительно горизонта? Ответ поясните.