視寧度

說明來自遙遠恆星的光波陣面如何被大氣中的湍流混合層擾動的示意圖。繪製的波陣面的垂直尺度被高度誇大了。

視寧度在天文學中是指由於地球大氣層中的湍流導致的天體的影像的劣化，這種劣化可能會以模糊、閃爍或可變扭曲的形式顯現出來。這種效應的起源是從物體到探測器的光路上光學折射率的快速變化。在用望遠鏡進行天文觀測時，視寧度是角解像度的一個主要限制限制因素，否則也會受到望遠鏡孔徑大小的繞射限制。如今，許多科學用的大型地面望遠鏡都包括調適光學系統，以克服視寧度的障礙。

視寧度強度通常由恆星（「視覺盤」）的長曝光影像的角直徑或弗萊德參數「r₀」來表示。視覺盤的直徑是其光強度的半峰全寬。在這種情況下，幾十毫秒的曝光時間可以被認為是「長」的。弗萊德參數描述了一個假想望遠鏡孔徑的大小，其繞射極限角解像度等於視覺極限解像度。視覺盤的大小和弗萊德參數兩者都取決於光學波長，但通常將其指定為500納米。

小於0.4弧秒的視覺盤或大於30cm的弗萊德參數可以被認為是極好的視寧度。最佳條件通常出現在小島上的高海拔天文台，如莫納克亞天文台或拉帕爾馬。

影響

通過大氣觀察看到的雙星（在本例中為牧夫座ζ）的典型短曝光負片影像。每顆星都應顯示為單個 空氣模式，但大氣層導致兩顆恆星的圖像分裂成兩種「斑點」模式（一種模式在左上方，另一種在右下方）。由於所用相機的圖元大小較粗，因此在此圖像中很難辨認斑點（請參閱下面的模擬圖像以獲取更清晰的範例）。斑點快速移動，因此每顆恆星在長時間曝光圖像中都顯示為單個模糊斑點（稱為「視盤」）。所使用的望遠鏡直徑約為7r₀（參見下文r₀的定義，以及通過7r₀望遠鏡的模擬圖像示例）。

夜空中最亮的星星天狼星（視星等 = -1,1）在頂點之前不久的傍晚在南子午線上閃爍，高度為地平線以上20度。在29秒內，天狼星從左到右移動了7.5弧分的弧線。

視寧度有幾種效果：

1. 它導致點源（如恆星）的圖像，在沒有大氣湍流的情況下，這些圖像將是穩定的由繞射產生的空氣圖案，分解成散斑圖案，這些圖案隨時間快速變化（產生的斑點圖像可以使用散斑成像進行處理）
2. 這些變化的斑點圖案的長時間曝光圖像會導致點源的圖像模糊，稱為「視盤」
3. 恆星的亮度似乎在稱為閃爍（scintillation）或閃爍（twinkling）的過程中波動
4. 視寧度導致天文干涉儀中的條紋快速移動
5. 通過大氣看到的大氣分佈（C_N²配置檔如下所述）導致自適應光學系統中的圖像品質越差，參考星的位置離得越遠，圖像品質就越差

視寧度的影響間接導致了人們相信存在火星上的運河。在觀察像火星這樣的明亮物體時，偶爾會有一個靜止斑塊的空氣會出現在行星的前方，從而產生短暫的清晰時刻。在使用感光耦合元件之前，除了讓觀察者記住圖像並稍後繪製圖像外，沒有辦法在短暫的瞬間記錄行星的圖像。這樣做的效果是，行星的圖像依賴於觀察者的記憶和先入之見，這導致了人們對火星具有線性特徵的信念。

大氣對天文觀測的影響在整個可見光和近紅外波段的品質上是相似的。在大型望遠鏡中，長曝光圖像解像度通常在較長波長下略高，而舞蹈散斑圖案變化的時間尺度（t₀ - 見下文）要低得多。