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天文学家发现第一颗绿色恒星:白矮星的化学成分如何决定其颜色

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要点

来自沃里克大学的天文学家表示,白矮星WD J1330+6435位于距地球约284光年处,是有可信记录以来第一颗被报道呈现绿色的恒星。这种颜色源于钠在其异常稠密的大气中吸收黄、橙和红光,此前该白矮星吞噬了来自其行星系统的岩质碎屑。这项发现发表在《RAS技术与仪器》期刊上,还绘制了其他意外的白矮星颜色,包括粉红色、紫色、青色和黄色。

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来自沃里克大学天文和天体物理学小组的沃里克奖学金获得者马克·霍兰兹博士领导的天文学家团队已将白矮星WD J1330+6435确定为第一颗对人类观测者而言真正呈现绿色的恒星。该研究发表在《RAS技术与仪器》期刊上。

为什么大多数恒星永远不会显示为绿色

天文学家将大多数恒星描述为表现得像"完美辐射体",意味着它们的颜色几乎完全由表面温度决定,就像铁匠的铁随着温度升高从红色变为橙色再变为白色一样。较冷的恒星呈现橙色,像太阳这样的恒星呈现白色,最热的恒星发出淡蓝色光。白矮星通常遵循同样的基于温度的模式——直到异常的大气条件,如WD J1330+6435中的情况,导致某颗恒星打破这种模式。

WD J1330+6435有什么特别之处

WD J1330+6435是一颗白矮星,是类太阳恒星用尽燃料后留下的密集的、已燃尽的残骸,位于距地球大约284光年处,表面温度约为4000摄氏度(7232华氏度)。与普通恒星不同,它一直在从幸存的行星系统中吸积岩质物质,用钠、钙和锂丰富其外层大气。

冷白矮星的大气密度可以接近水的密度,比太阳外层或光球层的密度高出数百万倍。在这些极端条件下,WD J1330+6435密集的氦等离子体中的钠吸收了通过大气的大部分黄色、橙色和红色光,让主要是绿色波长逃逸向观测者。

这颗白矮星大气中的钠痕迹吸收了光谱的橙色部分,留下了幽灵般的绿色光辉。

— 马克·霍兰兹博士,沃里克大学

研究人员如何确定真实的颜色

为了确定给定的白矮星实际上会是什么样子,沃里克团队分析了光谱,即恒星光的逐波长"指纹",并通过人类色觉模型运行该数据,以预测肉眼会感知的色调。据研究人员所知,到目前为止,还没有其他恒星,无论是活的还是死的,被可信地报道为绿色。

白矮星大气成分和表观颜色
大气成分表观颜色示例或说明
钠富集、高密度氦绿色WD J1330+6435,唯一已知的案例
富碳粉红色或紫色在调查的白矮星中报道
富集于小行星/彗星碎屑黄色与吸积的行星物质相关联
混合氢-氦青色或淡蓝色在调查的白矮星中常见
典型/多数成分白色(中位值约6800开尔文)在65光年范围内研究的151颗白矮星中的146颗

不寻常颜色的白矮星有多罕见

在距地球65光年范围内的151颗白矮星样本中,沃里克团队发现了5颗呈现不寻常颜色的白矮星——研究人员表示,这一比例表明宇宙中大约30颗白矮星中就有1颗可能呈现不寻常的颜色。其余146颗的中位颜色温度约为6800开尔文,人眼感知为白色。

白矮星构成了像太阳这样的恒星生命周期的最后阶段,发生在它们脱落外层之后,剩余的核心在数十亿年间冷却。因为它们不再通过核聚变产生能量,它们的观察颜色取决于温度和任何已沉积或落入其薄外层大气的元素,而不是给活恒星着色的聚变过程。

常见问题

第一颗确认的绿色恒星叫什么名字?
这是WD J1330+6435,一颗距地球约284光年的白矮星,由沃里克大学天文学家团队在马克·霍兰兹博士的领导下确定。
为什么普通恒星不会显示为绿色?
恒星的颜色主要由其温度决定,表现得像天文学家所说的"完美辐射体"。白矮星通常遵循相同的模式,根据温度呈现橙色、白色或淡蓝色,直到异常的大气条件——如WD J1330+6435中的情况——导致某颗恒星打破这种模式。
是什么使WD J1330+6435显示为绿色?
这颗白矮星吸积了富含钠的岩质行星碎屑,在其异常稠密的大气中,钠吸收黄色、橙色和红色光,留下绿色光辉。
不寻常颜色的白矮星有多常见?
在距地球65光年范围内的151颗白矮星样本中,有5颗呈现不寻常的颜色。沃里克研究人员表示,这表明宇宙中大约30颗白矮星中就有1颗可能呈现不寻常的颜色。
这项研究在哪里发表的?
这些发现发表在《RAS技术与仪器》期刊上,这是由沃里克大学天文学家领导的研究。

来源

  1. University of Warwick — Astronomers reveal surprising true colours of white dwarfs
  2. Popular Science — First green star, the reddest star
  3. Phys.org — Green, pink and purple: Astronomers reveal the surprising true colors of white dwarf stars

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