為什麼沒有綠色、紫色或者除了黃紅藍色之外的恆星呢？

11-28

(正好今天我們的微信公眾號上發了這篇文章，我就當個搬運工吧。。。)

為什麼有紅的、黃的、藍的恆星，卻沒有綠色的？

感謝陳星同學的文章

先看結論，圖上表示的是不同恆星的顏色，橫軸是溫度，縱軸是亮度。不論是白矮星、主序星、巨星還是超巨星，不管是什麼溫度，基本上就是紅橙黃白藍這麼幾種顏色。

那麼，如果我們要說恆星的顏色，就得從兩方面來討論這個問題，一方面是恆星到底發出了什麼光，另一方面是我們怎麼感知這些光，並且把它們理解為顏色。

1.璀璨星光

我們都知道恆星內部是通過核聚變來產生光和熱的，但是我們看到的卻並不是核聚變直接產生的光。

以太陽為例，核聚變只在1/4半徑之內的核心區域進行。而核心之外有超過一半半徑的輻射區是密度非常高的氣體組成。這裡光子每走約一微米就會被氣體原子吸收，然後再被釋放出來，方向隨機，能量減少，一個光子經過數萬年在輻射區里跌跌撞撞，終於跑到了太陽表面，這時光子的頻率已經降低到可見光的範圍了。

正因為恆星表面的大氣會吸收掉電磁波，不反射也不透射，而且會把收到的輻射轉為熱輻射，所以恆星表面可以近似的被視為黑體，也就可以把恆星放出的光近似的當做黑體輻射來處理。

黑體輻射出的電磁波譜是連續的（這個的原理就比較複雜了，此處把它當作結論就好），不同溫度的黑體輻射出來的電磁波的頻率比例不同，溫度越高，高頻率的光的比例越高。根據黑體輻射的公式可以算出太陽的表面溫度為5900K（絕對溫度K）左右，其他的恆星也是如此算的。

上圖是不同溫度的黑體輻射各波長的比例，5777K那條黃線是日光燈。下圖是太陽的輻射，兩張圖的單位有些區別。

可以看出太陽光中藍綠色的光的比例最大。

啥？太陽是藍綠色的？？？？？？

且慢，我們只說了他的光里藍綠部分最多，至於他是什麼顏色的，得繼續往下看。

2.繽紛色彩

人眼視網膜中存在兩種感光細胞，錐狀細胞和桿狀細胞。錐狀細胞能分辨顏色，桿狀細胞對微光起作用，但不能分辨顏色。錐狀細胞中不同摺疊方式的視蛋白可以對不同頻率的光產生反應，然後大腦對感光信號進行處理之後形成了我們的顏色認知。人類有三種錐狀細胞能分辨出紅綠藍三種顏色，也就是平時我們說的三原色。

人們不僅對單色光產生色覺，而且對幾種單色光的混合光也可以產生同樣的色覺。如上圖中注意看紅色錐狀細胞會被420納米附近的紫色光激活，所以用紅光和藍光混合在一起也可以給人紫色的感覺，而且大腦還區分不出這兩種紫色的區別。

那麼，恆星（黑體）發出的各種頻率組合的光，在人眼中看起來到底是什麼顏色呢？

上圖中彩色圖形的範圍內的區域是色域，又叫色彩空間，屬於人眼可以感知的範圍。圖中彎彎的軌跡叫做普朗克軌跡，刻度是黑體輻射源的溫度。這圖怎麼來的是個挺複雜的學問，我們也先把它當作結論來看待就好。

可以看到，黑體輻射壓根就沒經過綠色和紫色的區域，所以不會有綠色或紫色的恆星。5900K，也就是綠色最多的地方是白色的區域，所以我們看到的太陽是白色的。

這就是結論。。。么？

等等，凡事都有例外，有很多天文觀測者聲稱氐宿四是綠的又是怎麼回事？

這個問題就更複雜了，從黑體輻射角度講它是藍白色的，但是光經歷了那麼遠的路程才射入我們眼睛，在這之前如果被伴星的引力所彎曲，或者穿過稀薄氣體雲被吸收，再或者是地球大氣的作用、望遠鏡或是肉眼的誤差等等，都有可能讓他的顏色看起來有變化。

畢竟，太陽在早起來看還是紅色的呢。

作者：陳星

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恆星光譜是一個寬廣的電磁波段，而不是狹窄的單色光。
以太陽為例，雖然光譜的強度峰值對應綠色光波長，但太陽同時還會發很強的紅、藍光等（在整個可見光波段都很強），一疊加之後，太陽看起來就成白色了。
如果真的存在綠色恆星，它的恆星光譜就必須滿足：1. 綠光很強 2. 紅藍光還得很弱這兩個條件。對於自然形成的發光天體，我覺得不太可能……
（註：以上講法沒找到理論背書，全是憑經驗和直覺的推測，歡迎批評指正）

黑色的算嗎？

人的眼睛會在觀察光譜時在某種程度上混合起來成像,綠色光通常會同其它色光混合到一起,從而使恆星看起來呈現出白色.
(嗯於是我百度了一下發現完全有詳盡的答案~)

因為我們的飛船跑的不夠遠！

鑽石色

因為有別的顏色的恆星啊..之前天文課學過，不同亮度和質量會讓恆星有不同的性質，包括顏色，比如Hauptreih里比我們的太陽質量稍微大一點，亮度同時高一點，這個恆星就能是綠的
（顏色變化其實在hertzsprung russel diagramm 里就是從左到右從藍到紅，綠色當然可以了，其他的不知道，不過藍到紅都可以）
引用來自上課筆記：）