در واقع جو زمین مانع عظیمی در زندگی یک ستاره شناس محسوب می شود! زیرا یکی از ویژگی های رنجش آورش این است که نور را خمیده می کند؛ پدیده ای که به نام شکست نور بارها با آن روبرو شده ایم.
در حقیقت نور با گذر از محیطی به محیط دیگر- برای مثال از آب به هوا یا عکس آن دچار شکست می شود.
حتماً تا به حال متوجه شکل خمیده ی قاشق چایخوری هنگامی که آن را وارد لیوان چای می کنید شده اید و اگر تا به حال برای ماهیگیری رفته باشید احتمالاً دریافته اید که اگر شکست نور را در نظر نگیرید با توری خالی از شام شب تان به خانه باز خواهید گشت!
سراب
درباره ی جو زمین نیز همین طور است، نور با گذر از لایه های جو که دارای چگالی متفاوتی هستند می شکند. برای مثال هوای گرم چگالی کمتری نسبت به هوای سرد دارد. لایه ای از هوا که درست بالای آسفالت سیاه رنگ خیابان قرار دارد از لایه های بالاتر از خود گرم تر است.
نور با گذر از این لایه ها می شکند و این همان چیزی است که سبب می شود آسفالت روبروی شما در یک روز تابستانی مواج به نظر برسد، که به آن سراب می گوییم.. لایه های هوا پرتوهای نور را می شکنند و موجب می شوند آسفالت خیابان مایع به نظر برسد و حتی گاهی می توانید تصویر بازتابیده خودرو را در این لایه ببینید.
نزدیک سطح زمین لایه های هوا تقریباً پایدار و یکنواخت هستند. اما فقط چند کیلومتر بالاتر دنیای دیگری حاکم است! در این دنیا جریان هوا به طور مدام به اطراف تازیانه می زند. بسته های کوچک هوا که سلول نامیده می شوند و قطر تقریبی چند ده سانتی متری دارند، دائم به اطراف میوزند و نور با گذر از این سلول ها خمیده می شود.
در حقیقت نور ستاره ها تمام سال های نوری میان زمین ما و ستاره ی مادرشان را یکنواخت طی می کند و اگر با جو زمین روبه رو نمی شدند کاملا مستقیم به چشم ما می رسیدند اما چه کنیم که زمین ما جوی گرد خود دارد.
هنگامی که نور ستاره از میان این جو و به طور مشخص سلول های هوایی می گذرد، هر کدام از این سلول ها پرتو مورد نظر را اندکی در جهتی تصادفی خم می کند و البته در هر ثانیه صدها سلول هوایی در مسیر این نور قرار می گیرند که باعث می شوند نور ستاره کمی به اطراف بپرد.از طرف دیگر از روی زمین اندازه ی ظاهری یک ستاره بسیار کمتر از اندازه ی یک سلول هوایی است، بنابراین تصویر ستاره در نظر ناظر زمینی مدام جهش خواهد داشت و در نتیجه ستاره سوسو خواهد زد!
در یک شب رصدی، ستاره شناس با اندازه گیری قطر ظاهری ستاره مشخص می کند که میدان دید رصدی اش تا چه حد بد است! در حقیقت تصویر ستاره با چنان سرعت بالایی به اطراف پراکنده می شود که چشمان ما آن را به صورت قرص مه آلودی از نور می بیند.
در یک شب معمولی، هرچه میدان دید بدتر باشد این قرص بزرگ تر خواهد بود. در یک شب معمولی، میدان دید در حد چند ثانیه قوسی است (برای این که تصویری به این اندازه در ذهن تان داشته باشید به خاطر بسپارید که قطر ماه در حدود ۲۰۰۰ ثانیه ی قوسی است و چشم انسان فقط توانایی تشخیص جرمی را با حداقل قطر ۱۰۰ ثانیه ی قوسی دارد).
از روی زمین، بهترین میدان دید ممکن معمولاً در حدود نیم ثانیه قوسی است. که کاملا بستگی به میزان آشفتگی جو دارد. البته میدان دید با زمان نیز تغییر می کند. گاهی ممکن است برای چند ثانیه جو ناگهان بسیار آرام شود، در این هنگام صفحه ی ستاره انقباض چشمگیری خواهد کرد و از آنجایی که نور ستاره در ناحیه ی کوچک تری متمرکز می شود ممکن است ستاره های کم نورتری را که پیش از این نمی دیدید در محدوده ی رصدی خود بیابید!
تصور کنید که پشت چشمی تلسکوبی نشسته اید و چند دقیقه ای است که به دنبال ستاره ی کم نور مرکزی یک سحابی جستجو می کنید و این ستاره درست در مرز میدان دید تلسکوپ شما قرار دارد، برای لحظه ای ناگهان بهتر دیده می شود و ستاره ی روح مانند با رنگ پریده ی آبی اش در محدوده ی دید شما نمایان و فقط ثانیه ای بعد با افت افق دید ناپدید می گردد!
