为何星星没有绿色？天文冷知识背后，藏着人眼的视觉魔术！

为什么星星没有绿色或者紫色的呢？

也许你不知道，我们的太阳，在日落时分也可能会变绿，看上去是一个 「绿太阳」 。儒勒·凡尔纳还曾以此为题，写过一篇小说《绿光（Le Rayon vert）》。

绿光是非常罕见的现象，通常持续不超过 2 秒。

如果先忽略这种大气层折射对颜色的影响，以及多普勒效应、宇宙膨胀等，我们能看到绿色或紫色的星星么？

简单地说，做为一个黑体，（在人类看来）星星的颜色是有限的。下图是（YUV 色彩空间中）假设亮度 Y=0.35 时， 星星在不同温度下的颜色 ：

这里 没有绿色，也几乎没有紫色 。

所以问题描述的现象是真实存在的。

为什么？

星星的颜色

我们知道，星星并不是一种只会发射单色光的「激光星」，几乎所有的恒星，都是「广谱」的，也就是说，它们会发出各种波长的光，从射电波段（无线电）、到红外、到可见光、到紫外线直到伽玛射线，波长范围非常广。

但 我们人眼，只能看到可见光区的颜色 。

需要注意的是，即使是可见光区，人眼也只是看个大概，因为用来感知颜色的视锥细胞，绝大多数人只有感知 红、绿、蓝 的三种，也就是只能感应 L 长波、M 中波和 S 短波 ，然后大脑将这三个波段结合，形成了颜色的感知。

也就是说，人眼看到的，是可见光区中各个波长的综合结果。

大家在高中都学过 普朗克定律 ，也就是黑体辐射率与频率的关系。还有一个就是维恩位移定律，关于这 2 个定律以及黑体的基础知识，这里就先略了。只需要能回忆起下面这张图就够了：

从图中能看出，不同温度下的黑体辐射谱是不同的， 随着黑体温度的升高，最大光谱强度会向更短的波长移动 。在相对较低的温度下，最大值位于红外区间内，并且我们的眼睛看不到辐射。但随着黑体温度升高，辐射光谱转移到可见光范围内，此可见发射的辐射，表现为黑体开始发光。 温度越冷的恒星看起来越是偏红色的，温度越高的恒星越是偏蓝色的。

举例来说，如果一颗恒星，它很冷，比方只有 3000K，那么它发出的辐射大部分都集中在红外线波段，那么在可见光波段的尾巴上，便是红色占大头儿，几乎没有绿色和蓝色，所以看上去是红色的。

如果恒星温度再高一点，那么虽然它发出的辐射大部分仍是红外线，但有更多的可见光了，蓝色和绿色也多出来了，那么经过人眼和大脑一综合，认为看到的光是黄色的。

如果恒星温度再再高一点，那么它发出的辐射的峰值可能会出现在绿色附近（我们的太阳的光谱实际上有一个峰值在大约 500 纳米左右，那里正是绿色），那会不会就是绿色的呢？不会，因为前面说过，恒星的光波长的范围很广，是「广谱」的， 当绿色很强时，蓝色、黄色、红色波长的光也很强，在人眼看来，它不是绿色的，而是一种混合的白色。

如果恒星的温度高得离谱，发出的辐射大都是高能射线，是不是就会在可见光段波呈紫色的呢？不会，人眼看到的将会是蓝色。因为在如此超高能量的辐射中，一定也会带有海量的黄色和红色。记住，紫色对应的波长比蓝色更短，所以当紫色中混入波长更长的红色和黄色时，人眼会把它看成蓝色。这一点与画水彩画是不同的， 这是一道生物题，而不是美术题 。

事实上，在人眼能看到的颜色中，恒星的颜色只占了其中非常窄的一部分。

下图中那个黑色的线，就代表不同温度下的黑体能呈现的颜色。当然，当恒星的温度无限热时，它在人眼中并不会呈现蓝色，而是三种视锥细胞都 过曝 了，先是看到刺眼的白色，然后就瞎了。

也就是说，由于绿色处于可见光谱的中间位置，所以「 绿星」实际看上去是「白星」 ；而由于普朗克定律和维恩位移定律，所以 「紫星」实际看上去是「蓝星」 ，而这一切的背后，都是人眼对颜色的识别模式决定的。

综上，在前述的正常条件下，人眼是看不到绿色和紫色的星星的。

补充： 考虑到宇宙尘埃以及大气散射的影响，星星发出的蓝色光更容易被散射，因此它们看起来比实际的颜色会略微偏红。另外， 构成恒星的化学物质（尤其是金属）也会影响它的颜色 ，当一个富碳的恒星发光时，它会吸收蓝紫色，从而让恒星变成更加深红。当然，如果像开头那样，创造一个极苛刻的前提条件，什么颜色的星光，都可以搞出来。

「划重点」：

1. 恒星是广谱光源，会同时发出红、绿、蓝等多种波长的光 ，人眼最终看到的是这些颜色混合后的综合结果；

2. 当绿色波段的辐射很强时，其他波段的辐射也很强， 混合后人眼感知为白色，而不是绿色 ；

3. 同理， 极高温恒星的辐射偏向蓝紫色 ，但混入红黄光后，人眼只会看到蓝色，而不是紫色。