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星星的种种颜色（第1页）

星星的种种颜色

每当晴朗的夜空我们抬头望去，总是能望到许多闪烁的星星。这些星星的样子看起来都差不多，只是有明有暗，颜色像是白色。可是，如果你仔细地观察星星的话，你会发现恒星大都呈现出某种颜色，如红、黄、蓝等。

在中国的《史记·天官书》中，西汉时期司马迁提出了关于恒星颜色的记述：“白如狼，赤比心，黄比参左肩，苍比参右肩，黑比奎大星。”意思是说，天狼星（大犬α）色白，心宿二（天蝎α）色红，参宿（猎户座）的左肩（猎户α）和右肩（猎户ξ）一个色黄一个色苍，而奎大星（仙女α）色暗。中国古代天文学家对恒星颜色观测实在是太精细了！那么，恒星为什么会有不同的颜色呢？

*解开恒星颜色之谜

20世纪初，根据相对论，物理学家爱因斯坦推出了一个质量和能量关系式，从而帮助天文学家解决了“恒星为什么会发光”这个问题。原来恒星内部的温度高达1000万℃以上，那里的物质会发生热核反应，4个氢原子发生核聚，从而产生1个氦原子核，同时放出巨大的能量。于是，这种能量以辐射的方式由内传到外，从恒星表面发射至空间，以维持它们长期闪闪发光。

而光的本质是电磁波，如果以波长的长短按顺序排列，电磁波中有无线电波、远红外线、红外线、可见光、紫外线、远紫外线、Ｘ射线、γ射线等，它们之间最重要的差别就在于波长的不同，所以它们的各自性质也大不相同。

红光波长在可见光中最长，而蓝光波长最短。波长较短的光频率较高，因为光子能量与频率是成正比的，其光子能量也较高。按照物理学中的“维恩位移定律”，如果发光体属于“黑体”（不会反射任何波长的光，只发射连续波长的光的理想物体），那么该发光体光强最大值处所在的波长会随着温度的升高而变短，频率也越高。恒星一般来说都被近似地视为黑体。因此，恒星所呈现出的不同颜色，也就反映了了它们表面所处的不同温度。比如，蓝色的星星大约为10000开，温度较高；而红色的星星大约为3000开，温度较低；黄色的星星大约为6000开，温度居中，我们的太阳就属于黄色的恒星。

*如何测得恒星颜色

用目视的方法虽然能够观测到恒星的颜色，但却存在着一个很大的问题，因为不同的人观察时不可避免的会带有主观随意性，也就会有很不相同的结果。而自从照相技术产生之后，很快被用于天文观测，但就对不同波长光的灵敏度而言，照相底片与人眼是有很大不同的，而且它不能直接分辨出光的颜色。天文学家为了解决这些问题，又在照相底片加上了某种特定颜色的滤光片，如只透过波长在5500埃附近的绿光的“V”滤光片和只透过波长在4400埃附近的蓝光的“B”滤光片等。经过滤光片后得到的星象，就成为呈现某种颜色的单色星象了。所以，由单色星象确定的星等如“B星等”、“V星等”是单色星等，也和由白光星象确定的白色星等不同。

不过只有单色星等也还是不够的，因为有些距离遥远的恒星其单色星象很微弱，而它的却不一定温度就很低。如果我们想要用单色星等表示出恒星的温度，可以假定B和V分别代表一颗恒星的B星等值和V星等值，定义CT等于B和V的比值，即CT＝BV，那么，CT的值在恒星的温度较高时就一定较大；在恒星温度较低时也一定较小。据此，CT被天文学家们称为恒星的“色温”。

由恒星的B星等值和V星等值还可以得到恒星的“色指数”CI，这是另外一个很有用的量，它等于其B星等值和V星等值的差，即CI＝B－V。色指数也是一个可以直接表示恒星温度。这样，因为通过观测我们可以直接得到一颗恒星的B星等值和V星等值，我们也就可直接“观测”恒星的温度了。

点击谜团——星星为何会“眨眼”

你是否曾经注意过游泳池底下的硬币是怎样摇摆不定的？这是因为，池水会使其中的硬币反射回来的光线发生偏折。同样地，星星会闪烁，也是因为星光要到达人眼，也必须先穿过好几千米的大气层。

地球的大气层是动**不安，气流与涡流随时都处在形成、扰动与消散的状态之中。就像透镜与棱镜一样，这些流变会让星光的位置每秒种改变好几次。但像月亮，因为体积巨大，这些偏移会平均掉。反之，星星的距离要远得多，形同点光源，所以星光快速地左右偏移，亮度也会闪烁不定，在地球上看起来像是星星在眨眼。至于如火星、金星与木星等看起来很亮的行星距离地球就要近得多，从望眼镜看来也像是个可以测量的圆盘，同样也会平均掉盘沿产生的闪烁，因此从这些星球发出的光也就不会有太大的变化。