一位热情的观星者可能会注意到,除了点缀夜空的闪耀白星外,还有红色、黄色、蓝色和橙色的星星。然而,您永远看不到绿色恒星。这是为什么呢?为什么有些恒星的颜色与其他恒星不同?答案可能会让您惊讶。
恒星是什么颜色的?
在一个典型的无云的夜晚——取决于光污染的程度——您会看到成千上万颗明亮的白星。在一年中的某些夜晚,您甚至能瞥见更多色彩斑斓的星星。例如,猎户座中的参宿四发出红光。
而同一星座中的参宿七则闪耀着锐利的蓝色。在御夫座星座中,闪耀着黄色的恒星——五车二(Capella),它是从地球上看到的第六亮的恒星。而在天蝎座的心脏地带,心宿二燃烧着红橙色的光芒。唉,仍然没有绿色恒星。
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为什么恒星颜色不同?
恒星的颜色表明其表面温度。通常有五种颜色,从最热到最冷排序:蓝色、白色、黄色、橙色和红色,类似于火焰。最热的恒星——蓝星——的表面温度约为 10,000 至 50,000 开尔文 (K)。我们的太阳被认为是一颗黄星,表面温度接近 6,000 K。
当恒星燃烧时,它会发出光。任何高于绝对零度(约 -273 摄氏度)温度的物质都会发出光。它发出的光的量,更重要的是光的波长,取决于温度。物体越热,波长越短。
冷物体发出无线电波。极热物体发出紫外线。在非常狭窄的温度范围内,热物体会发出可见光(波长约从 300 纳米到 700 纳米)。
请注意,物体不会只发出单一波长的光。
黑体曲线图
相反,它们会以一系列波长发射光子。科学家们使用所谓的黑体曲线图来绘制物体在颜色光谱上发出的光的波长。虽然黑体曲线图使用了颜色光谱,但光谱中的所有颜色并非人眼可见。例如,我们的太阳在黑体曲线颜色光谱的绿色部分达到峰值,但因为它也发出大量的红光和蓝光,所以从太空中看,太阳明显是白色的。
我们的眼睛在捉弄我们
我们的眼睛中有对光敏感的细胞,称为视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞是亮度探测器,对颜色不敏感。我们有三种视锥细胞帮助我们看到颜色:红锥细胞、蓝锥细胞和绿锥细胞。当光线照射到它们时,每种细胞会被不同程度地触发;红光——例如,来自草莓的红光——会强烈地触发红锥细胞,但蓝锥细胞和绿锥细胞则保持相对平静。
大多数物体不会发出(或反射)单一颜色,所以视锥细胞会被不同程度地触发。例如,一个橙子会触发红锥细胞的反应程度大约是绿锥细胞的两倍,但蓝锥细胞则不受影响。当大脑接收到来自三种视锥细胞的信号时,它会说,“这一定是一个橙色的物体。”如果绿锥细胞看到的光与红锥细胞一样多,而蓝锥细胞什么也看不到,我们就将其解释为黄色。依此类推。
因此,看到一颗恒星呈现绿色的唯一方法是它几乎只发出绿光。然而,恒星总是产生不止一种波长的光。任何主要发出绿光的恒星也会发出大量的红光和蓝光,从而使恒星看起来是白色的。改变恒星的温度会使其呈现略微偏橙、黄色、红色或蓝色,但您就是无法得到绿色。我们的眼睛就是那样看到的。
这就是为什么没有绿色恒星。恒星发出的颜色以及我们的眼睛如何看到它们,基本上就决定了这一点。
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本文最初发表于 2008 年,此后于 2023 年更新了新的相关信息。















