什么？天文学家或发现“绿“矮星

来自上方的“富集”：冷白矮星WDJ1330+6435已将其行星系统中富含钠的岩石物质吸积到自身大气中。极高的大气密度使钠能够在黄、橙、红等很宽的波长范围内吸收光，从而让WDJ1330+6435呈现出幽灵般的绿色。图片来源：Mark A Garlick／华威大学

华威大学的天文学家发现，白矮星可以呈现出种类多得惊人的颜色，包括绿色、粉色、紫色、黄色和青色。他们的发现之一，是首颗在人眼看来真正呈绿色的已知星体。

对大多数恒星而言，颜色与温度密切相关。较冷的恒星呈橙色，像太阳这样的恒星看起来是白色，而最热的恒星则发出淡蓝色的光。这种关系类似于加热一块铁：随着温度升高，它会从红色变为橙色，最终变成白色。

白矮星是与太阳类似的恒星留下的极其致密的残骸，长期以来人们一直认为它们也遵循同样的规律。事实上，它们之所以得名“白矮星”，正是因为最早发现的几颗异常炽热，看起来呈白色或淡蓝色。然而，科学家现在发现，这些恒星残骸能够呈现出范围广得多的颜色。

这项发表在《RAS技术与仪器》（RASTI）上的研究结果表明，如果能从足够近的距离观察，一些白矮星的样子会与普通恒星截然不同。

“大多数恒星，包括大多数白矮星，都表现得像‘理想辐射体’，因此它们的颜色几乎完全由温度决定。但此前从没有人真正研究过白矮星还可能呈现出哪些其他颜色，”领导这项研究的华威大学天文与天体物理组华威奖研究员马克·霍兰兹（Mark Hollands）博士说。“结果发现，这些密度极高的恒星能够产生出乎所有人意料的颜色，其中一些确实让我感到惊讶。”

为什么有些死亡恒星会发出意想不到的颜色

原因在于白矮星大气极高的密度。在这类最冷的白矮星里，大气物质的密度可达约每立方厘米1克，与水相当，比太阳的可见表面（即光球层）致密数百万倍。

在这些极端条件下，少量的碳、钙、钠等元素会与周围的氦等离子体发生相互作用。这些相互作用使这些元素能够吸收的光波长范围，比在密度较低的环境中要宽得多。

因此，从白矮星逃逸出来的光可能呈现出仅凭温度通常无法预料的颜色。这些恒星中的一些不再呈现橙色、白色或蓝色，而是形成了完全不同的色调。

由于没有一颗白矮星近到能让天文学家直接用肉眼分辨其颜色，研究人员便利用星光的测量数据来确定每颗恒星看起来会是什么样子。

通过将这些测量数据输入人类色觉模型进行处理，研究团队计算出了人们实际会感知到的颜色。这种方法表明，光谱数据不仅能揭示恒星包含哪些成分、温度有多高，还能揭示它真实的视觉外观。

五彩斑斓的星体

研究人员考察了全天的白矮星后发现，可以根据这些恒星大气的化学组成，将它们分为几个颜色类别。

含有大量碳的白矮星通常呈粉色或紫色。另一些白矮星吸积了被摧毁的小行星和彗星的物质（这些是曾经环绕它们的行星系统的残余），往往看起来呈黄色。

大气中同时含有氢和氦的较冷白矮星可能呈现青色或淡蓝色。这种效应是在这些恒星内部的巨大压力下，氢分子与氦原子发生碰撞时产生的。

也许最引人注目的莫过于WD J1330+6435，这是一颗温度约为4000摄氏度的白矮星。

随着时间推移，这颗恒星吸入了来自其昔日行星系统的岩石碎片，从而把钙、锂和钠带入了它的大气。根据研究人员的计算，这些元素使这颗恒星呈现出独特的黄绿色（查特酒绿）。

据研究团队所知，此前还没有任何恒星——无论是仍在进行核聚变的，还是已经死亡的——被可信地确认为真正的绿色。这使得WD J1330+6435成为银河系中第一个已知的绿色恒星实例。

霍兰兹博士补充道：“这颗白矮星大气中的微量钠吸收了光谱中的橙色部分，留下一种幽灵般的绿色光芒。想象一下，站在一颗行星上，抬头仰望一颗绿色的恒星。这感觉就像科幻小说里的情节。”

一颗可能是迄今发现的最红的死亡恒星

在颜色谱的另一端，天文学家还发现了另一颗非同寻常的白矮星，它可能是有记录以来最红的恒星。

这颗名为WD J1011+2845的恒星残骸距离地球仅48光年。它拥有一个深厚的对流区，能把碳从内部输送到表面。

碳一旦到达表面，碳分子就会大幅改变从恒星逃逸出的光的波长。它几乎所有的光都被移向了长于600纳米的波长，从而呈现出一种异常深的鲑鱼粉色。

由此产生的颜色与普通恒星中通常观测到的任何颜色都不同，这使WD J1011+2845成为又一个鲜明的例子，展示了白矮星不寻常的化学成分如何改变它们的外观。

这些五颜六色的星体很常见吗？

为了确定这些引人注目的颜色究竟是罕见的例外，还是某种更大规律的一部分，研究人员还考察了由距离地球20秒差距（约65光年）以内的151颗白矮星组成的代表性样本。

在这些恒星中，有五颗颜色异常。其中两颗呈黄色，三颗呈粉色。

根据这些结果，研究人员估计，整个宇宙中大约每30颗白矮星中就有一颗可能呈现出意想不到的颜色。虽然这个比例相对较小，但它表明宇宙中存在着数量极其庞大的颜色奇特的恒星残骸。

其余146颗恒星则通过一种称为“色温”的指标进行了考察。色温描述的是一个物体的颜色与特定温度下理想辐射体的颜色相比如何。同样的概念也常用于描述家用照明，例如标有“暖白”（3000K）、“冷白”（6000K）的灯泡。

研究人员发现，这些白矮星的色温中位数约为6800开尔文，对应于人眼看来呈白色的光。

这一发现也挑战了人们普遍认为白矮星通常呈蓝色的印象。更热、更蓝的白矮星发出的光更多，在更远的距离上仍然可见，因此在根据亮度挑选恒星的天文巡天中，它们所占的比例格外高。

华威大学物理系的鲍里斯·甘西克（Boris Gänsicke）教授说：“三十分之一听起来可能不是一个很大的比例，但放到宇宙中全部白矮星里，那仍然意味着外面有大量颜色奇特的恒星。不过，如果我们取一个具有代表性的白矮星群体的中位数，就会发现普通白矮星确实是白色的。”

吸食半星的黑洞

来源：牧夫天文

编辑：二律背反

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