你可能也好奇过:夜空里的星星有红的、蓝的、黄的、橙的,为什么偏偏很少见到绿色?答案不是绿色星星藏起来了,而是它们几乎不可能以肉眼可见的绿色出现。
但天文学家最近找到了一个例外,而且这个例外本身就很反常——它是一颗白矮星,也就是一颗已经"死去"的恒星留下的核心残骸。
这颗星叫 WD J1330+6435。按照英国华威大学天体物理学家马克·霍兰兹(Mark Hollands)领衔的研究,如果我们能凑近了用肉眼去看它(出于视网膜健康的考虑,不建议这么做),它会发出一种阴森的黄绿色。
研究团队还提出,这类死星或许正是唯一能发出绿色、紫色、青色这类"禁忌"色调的天体。
"大多数恒星,包括大多数白矮星,表现得像'完美辐射体',所以它们的颜色几乎完全由温度决定。但此前没有人真正研究过白矮星还可能呈现什么颜色,"霍兰兹说,"结果发现,这些密度极高的恒星能产生没人预料到的颜色,其中一些确实让我吃惊。"
要理解这件事为什么稀奇,得先弄清楚恒星的颜色是怎么来的。
恒星发出的光从来不是某个狭窄波段,而是铺满整个电磁波谱——不只是从红到紫的可见光范围。决定一颗星看起来是什么颜色的,是它发出的光里各种颜色的配比。这个配比主要由温度决定:温度高的天体在更短、更蓝的波长上辐射比例更大,温度低的天体则在更长、更红的波长上辐射比例更大。
所以,一颗星完全可以在可见光范围内最强的辐射落在绿色波段,却依然看起来发白或发黄——因为其他波长也在同时发光,把绿色"冲淡"了。
白矮星是另一回事。
它们由恒星耗尽核聚变燃料、抛掉外层物质后留下的核心形成。不再有聚变供能,这些裸露的核心靠余热发光,而且极其致密——质量最高可达1.4 个太阳,却被压缩进大约地球大小的天体里。
它们的引力强到什么程度?最冷的白矮星,大气密度可以接近液态水,比太阳大气致密数百万倍。在这样高的密度下,原子挤在一起,与邻居的相互作用会大幅改变它们吸收光的方式。霍兰兹的团队想弄清楚:这会不会影响这些超高密度恒星残骸发出的光?
他们挑选了几十颗此前已被标记为"光谱异常"的白矮星,对它们的光会呈现什么颜色做了更深入的分析。WD J1330+6435 就在其中,而且是这群"不死星"里最怪的一颗。
研究人员逐一检查每颗星发出的光的波长,并计算人眼会如何感知这些光,从而预测它们近距离看起来是什么颜色。结果是一片出人意料的色彩:有的白矮星呈粉色或紫色,有的呈鲜亮的蓝色或青色,还有一些呈现出普通恒星根本产生不了的色调。
而 WD J1330+6435 的表面温度只有 4,240 开尔文,它会呈现出一种令人错愕的黄绿色——研究人员称其为"最令人惊讶的颜色"。
秘密就藏在那层超高密度的白矮星大气里。
钠、钙这类元素,在普通恒星大气中通常只吸收相对狭窄波段的 light;但当它们在白矮星大气里挨得极近时,就能挡下宽得多的光谱范围。WD J1330+6435 正是如此:大气中的钠吸收了宽幅的橙黄色光,钙则压制了紫色。这些吸收腾出的空间,让绿色终于"突围",在星光里占据了自己的位置。
"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辉光,"霍兰兹说,"想象你站在一颗行星上,抬头看见一颗绿色的星。那感觉像是科幻小说里才有的场景。"
不过这个故事还有另一个阴森的转折。
赋予这颗星诡异肤色的那些元素,可能正是它自己行星系统的残骸——在恒星死去很久之后被它吞掉的。除了钠和钙,天文学家还在 WD J1330+6435 中探测到了锂,这些都是岩石物质的迹象,与这颗死星啃食其昔日行星系统碎屑的情形相符。就像某种宇宙僵尸,脸上还留着罪证的痕迹。
对研究死亡行星系统残骸的天文学家来说,这或许是个好消息——这个领域被称为"死行星学"(necroplanetology)。
大多数白矮星正如其名,是白色的。在一份包含 152 颗邻近白矮星的样本中,研究人员发现只有 5 颗——大约每 30 颗里有 1 颗——的颜色明显偏离仅凭温度预期的结果。
并非每一种异常色调都意味着吞噬行星,但这些发现提示,这些恒星残骸的颜色,或许能帮助天文学家理解白矮星在化学层面上的种种"勾当"——包括但不限于吃掉自己的行星家族。
这项研究已发表在《RAS Techniques and Instruments》上。
所以,下次你抬头看星星,不妨想一想:那些看起来规规矩矩的颜色背后,可能藏着一颗星吃掉了自己行星的证据。而绿色,恰恰是这份"罪证"最显眼的一种写法。
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