Возможно ли существование звезд зеленого, синего или фиолетового цвета
Известно, что в зависимости от температуры существуют звезды желтого, красного и голубого цвета. А возможно ли существование звезд зеленого, синего или фиолетового цвета?
Среди достопримечательностей звездного неба часто выделяются звезды, отличающиеся от своих собратьев необычным цветом — красные Антарес и Бетельгейзе, желтая Капелла, желтовато-оранжевый Альдебаран, оранжевый Арктур, «гранатовая» звезда μ Цефея, белые Вега и Регул, голубой Денеб. Но на ночном небе почему-то не встречаются зеленые или синие звезды. И это закономерно, поскольку в природе звезд с таким цветом не существует. Почему?
Цвет — это результат воздействия на человеческий глаз излучения определенной длины. Если мы видим зеленый предмет, то это означает, что от этого объекта человек воспринимает излучение имеющее длину волны около 5200 ангстрем.
В отношении звезд обычно говорят, что их цвет определяется их температурой. Это следует из рассмотрения графика, представляющего зависимость количества энергии, излучаемой нагретым до температуры Т телом, от длины волны λ. Если излучающий объект является абсолютно черным телом (то есть поглощающим 100% падающего на него света), то такая зависимость описывается законом Планка. При фиксированной температуре длина волны, на которую приходится максимум излучения, является вполне определенной величиной. Она зависит от температуры: чем горячее тело, тем на более коротковолновую часть спектра приходится максимум его излучения. Такая зависимость описывается законом смещения Вина, который весьма прост: λмакс=С/Т, где С — постоянная величина, равная 3·10 —7 , если длина волны измеряется в ангстремах.
Казалось бы, звезды, разогретые до температуры 5770 К, должны иметь зеленый цвет, ведь больше всего энергии они излучают на длине волны 5200 ангстрем. Звезд с такими температурами на небе предостаточно, но они вовсе не кажутся нам зелеными! В чем же дело?
Все дело в том, что звезды излучают энергию в широком диапазоне длин волн. Наше Солнце, например, наряду с зелеными лучами испускает еще и «красное» и «синее» излучение, которое также оказывает воздействие на светочувствительные органы глаза. Учтите также, что земная атмосфера поглощает синие и зеленые лучи с большим эффектом, чем желтые или оранжевые. В результате оказывается, что максимальное воздействие на глаз человека оказывают лучи, вызывающие в его глазу ощущение желтого, а не зеленого цвета. Более горячие звезды кажутся человеку белыми или голубыми, а более холодные — оранжевыми и красными.
И все же зеленые звезды на небе увидеть можно: они входят в состав визуальных двойных звезд. Такой оттенок появляется у них благодаря эффектам, возникающим в глазу человека при рассмотрении объектов с различными цветами, но никакого отношения к реальному цвету звезды это ощущение не имеет. Белая звезда будет казаться зеленоватой, если рядом с ней на небе окажется звезда красного цвета. Глаз как бы пытается усреднить цвета звезд, и поэтому их реальные цвета могут не соответствовать наблюдаемым Вы сами можете убедиться в этом, наведя свой телескоп, например, на известную двойную звезду ε Волопаса — вы увидите, что ее компоненты имеют желтоватый и зеленоватый цвета.
Источник
Зеленая звезда (астрономия) — Green star (astronomy)
В астрономии , зеленая звезда является белым или голубоватым звезда , которая появляется зеленовато в некоторых условиях просмотра (см «Психология» ниже). При типичных условиях просмотра зеленоватых звезд нет, потому что цвет звезды более или менее определяется спектром черного тела . Однако есть несколько звезд, которые некоторым наблюдателям кажутся зеленоватыми из-за условий просмотра, например из-за оптической «иллюзии» того, что красный объект может сделать близлежащие объекты зеленоватыми (и наоборот). В некоторых множественных звездных системах, таких как Антарес , есть яркая красноватая звезда, где этот контраст делает другие звезды в системе более зелеными.
СОДЕРЖАНИЕ
Психология восприятия цвета
Все цветовое зрение создается мозгом наблюдателя. Таким образом, на самом деле ни одна звезда не имеет цвета. Цвет не «где-то снаружи», он находится в вашем мозгу. Звезды излучают энергию на разных длинах волн, и люди могут воспринимать цвета звезд. Вместо того, чтобы говорить об «истинном» цвете звезд, мы должны говорить о том, как конкретный объект кажется конкретному наблюдателю в определенном контексте. Это не просто семантика: зеленый можно воспринимать, когда вообще нет «зеленого» света — например, из-за одновременного цветового контраста, упомянутого выше, в том смысле, что звезда может выглядеть зеленоватой, когда она находится рядом с красноватой звездой (аналогично , красноватая звезда будет казаться более красной, если будет рядом с не красноватой звездой). Зеленое восприятие также может быть создано блокировкой красного света и адаптацией «красных» фоторецепторов (см. Дополнительные цвета ). Это не «иллюзия», это просто то, как люди воспринимают цвет. Восприятие цвета в звездах усложняется тем фактом, что фоторецепторы колбочек , из которых обычно формируется цветовое восприятие, не активны в условиях тусклого освещения, необходимого для того, чтобы увидеть большинство звезд без увеличения, то есть в скотопическом зрении . Кроме того, звезды фактически представляют собой отдельные световые точки на огромных расстояниях от глаза наблюдателя; этот свет фильтруется через атмосферу, через загрязнения, через глаза и мозг. Только потому, что звездный свет расщеплен, рассеян и / или потому, что глаз наблюдателя всегда движется, свет звезды может стимулировать несколько фоторецепторов в сетчатке и, следовательно, создавать восприятие цвета относительно фонового освещения.
Почему звезды не выглядят зелеными
Звезда обычно близка к черному телу , плюс- минус несколько спектральных линий , поэтому ее цвет обычно более или менее соответствует цвету черного тела. Цвет черного тела находится на планковском локусе в середине диаграммы, показанной здесь. Как видно, этот локус проходит через красные, оранжевые, желтые, белые и голубые области, и действительно можно увидеть много звезд этих цветов. С другой стороны, он не проходит через зеленые, индиго (темно-синие) или фиолетовые области, поэтому звезды, которые, кажется, имеют эти цвета, встречаются редко и зависят от некоторого дополнительного оптического эффекта.
Цвета (черного тела) звезд иногда путают с цветами спектра. Спектральные (радужные) цвета — это цвета на изогнутой части границы диаграммы справа. Как можно видеть, красный, оранжевый, желтый и синий цвета радуги во многом совпадают с цветами черного тела. Однако звезды с пиковым излучением зеленого света также излучают много красного и синего света, и человеческая зрительная система интерпретирует эту смесь цветов как беловатую, а не как зеленую. Таким образом, тот факт, что некоторые спектральные цвета выглядят как цвета звезд, является скорее причудой цветового зрения человека, чем свойством звезд: если использовать такой инструмент, как спектроскоп, который лучше распознает длины волн света, тогда все спектральные цвета выглядят совершенно иначе. из звездных цветов. Все достаточно горячие звезды выглядят примерно одного оттенка синего (а не фиолетового, как утверждается в некоторых популярных аккаунтах). Причина этого в том, что при достаточно высоких температурах (выше примерно 20000 К) все спектры абсолютно черного тела выглядят примерно одинаково в видимом свете, хотя они могут сильно отличаться на более коротких длинах волн. Хотя их максимальная мощность на видимых длинах волн составляет фиолетовый цвет, они излучают достаточно света на других длинах волн, чтобы выглядеть светло-голубыми: это цвет в конце планковского локуса, а не цвет в конце спектра.
Объекты, похожие на зеленые звезды
Хотя действительно зеленых звезд нет, есть много астрономических объектов, которые иногда могут казаться зелеными звездами. В этом разделе перечислены некоторые из них.
Множественные звезды
Элиас Лумис, Трактат по астрономии , 1877 г., стр. 299
В двойных или множественных звездных системах есть несколько звезд, которые кажутся зеленоватыми, даже если они голубые или белые при типичных условиях просмотра. Это может произойти, если в звездной системе есть большая красная или оранжевая звезда. Эффекты цветового контраста приводят к тому, что объекты, близкие к красноватой звезде, выглядят слегка зеленоватыми (и наоборот: дополнительные цвета ).
Классический пример — Антарес B , синий спутник красного сверхгиганта Антарес.
Другие примеры включают звездную систему Альмах и Сигму Кассиопеи , двойную звезду на расстоянии 1500 световых лет от Земли.
Сигма Кассиопеи имеет первичную звезду величиной 5,0 зеленого оттенка и вторичную звезду синей величины 7,3.
Туманности
Некоторые планетарные туманности светятся зеленым, особенно если они содержат кислород. Эти туманности или звезды внутри них (обычно звезды Вольфа-Райе ) могут казаться зелеными звездами. Некоторые примеры — планетарные туманности NGC 6572 , NGC 6826 и NGC 7009 .
Бета Весы
Бёрнем (1978 , с.1105) обсуждает Зубенешамали.
Звезда Бета Весов (Зубенешамали) обычно считается белой современными наблюдателями. Однако его цвет является спорным, и многие более ранние наблюдатели утверждают, что он зеленый. Похоже, что нет единого мнения о том, каков его цвет на самом деле, и нет общепринятого объяснения того, почему некоторые наблюдатели считают его зеленым.
Планета Уран , которую иногда ошибочно принимают за звезду и когда-то заносили в каталог как 34 Тельца , может казаться зеленоватой из-за большого количества метана, поглощающего красный свет.
Солнце
ВС иногда появляются в виде зеленого пятна на секунду или две , как она поднимается или настройки: это известно как зеленая вспышка . Грубо говоря, красный свет от Солнца блокируется Землей, синий свет рассеивается атмосферой, а зеленый свет преломляется атмосферой к наблюдателю. Подобный эффект иногда можно наблюдать с другими астрономическими объектами, такими как луна и яркие планеты.
Более того, Солнце излучает больше зеленых фотонов, чем любой другой цвет; то есть он достигает пика в зеленой части видимого спектра.
Ложные цветные изображения
Астрономические изображения иногда печатаются в ложных цветах , из-за чего звезды могут выглядеть зелеными.
Источник
Почему не бывает зеленых звезд
Звезды бывают самых разных цветов — чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на ночное небо. Тут тебе и голубой Ригель, и красный Антарес, и оранжевый Альдебаран, и желтоватый Поллукс, и даже мерцающий разноцветными переливами Сириус. Цвета некоторых звезд мы видим искаженными из-за земной атмосферы, однако звезды действительно бывают всех цветов радуги — всех, кроме зеленого.
Цвет звезды зависит от ее температуры: чем она выше, тем больше средняя энергия испускаемых ею фотонов и короче длина волны излучения. При этом сине-фиолетовая часть спектра имеет более короткую волну, чем красно-оранжевая, поэтому горячие звезды (7500-80000 К) сильнее излучают в синем диапазоне волн, а холодные (2000-5000 К) — в красном. Желтые звезды, к которым относится и наше Солнце, находятся примерно посередине на этой шкале.
Однако и Солнце, и другие звезды класса «желтых карликов», вопреки этому названию, на самом деле совсем не желтые . Они белые. Такие светила достаточно интенсивно излучают во всем видимом спектре, а совокупность всех цветов, как мы знаем, в сумме дает белый цвет. Желтыми такие звезды кажутся нам из-за земной атмосферы — она охотнее рассеивает короткие сине-фиолетовые лучи и пропускает длинные желто-красные.
При этом такие звезды, как Солнце, больше всего энергии излучают на длине волны, соответствующей именно зелено-голубой части спектра. Но даже находясь в космосе, где не мешает густая атмосфера, мы, скорее всего, не увидели бы в нашей звезде ничего зеленого.
Причина — в строении нашего глаза. В нем есть три типа светочувствительных колбочек: синие, красные и зеленые. Чтобы глаз разглядел какой-то из этих цветов, задействовав ту или иную колбочку, нужно, чтобы всех остальных цветов было значительно меньше. Звезды, которые могли бы быть зелеными, сильно излучают во всем диапазоне, одинаково возбуждая все три типа колбочек. Поэтому свет таких звезд неизбежно превращается для нас в белый.
Так что зеленые звезды на самом деле существуют — даже наше Солнце, по сути, такое. Просто мы не можем этого увидеть.
И все же зеленые звезды на небе увидеть можно: правда, только как оптическую иллюзию. Такое иногда происходит в двойных системах: если в них одна звезда белая, а другая — красная, то первая человеческому глазу может казаться зеленоватой. Такой, например, при наблюдении через телескоп выглядит звезда-компаньон красного сверхгиганта Антареса, расположенного в созвездии Скорпиона.
Все это применимо и к чрезвычайно горячим звездам. Они имеют пик излучения в сине-фиолетовой области спектра, но мы видим их не синими и не фиолетовыми, а голубыми или бело-голубыми. Все дело в том, что интенсивность остального видимого излучения в них низка, но достаточна для того, чтобы несколько разбавлять цвет, делая его более светлым.
Подписывайтесь на канал — здесь много интересных статей о науке, открытиях и новых технологиях!
Источник
Звёзды — какого они цвета?
Звёзды бывают голубые, белые, жёлтые, оранжевые и красные. А вот синих, зелёных и фиолетовых не бывает — так утверждают астрофизики. Отчасти это верно, но природа удивительна, и благодаря особенностям зрения, земной атмосфере и космическому газу мы можем обнаружить множество небесных цветов, которых в космосе быть не должно.
Почему так происходит?
Казалось бы, почему мы не можем увидеть зелёные звезды, несмотря на то, что максимум излучения лежит в жёлто-зелёной области? Дело в том, что зрение определяет цвет не по максимуму, а как сумму красной, жёлто-зелёной и синей составляющей излучения звезды. Например, широкополосный спектр солнечного излучения воспринимается как почти белый цвет. Более холодные звёзды имеют максимум, смещённый в красную область, соответственно приобретают красный оттенок, а более горячие звезды — голубой. Зелёных звёзд не бывает, поскольку звёзды с максимумом в жёлто-зелёной области воспринимаются белыми: распределение энергии в их спектре подобно солнечному, что и вызывает реакцию зрительных рецепторов и спектрального прибора, аналогичную белому свету. Но всё это верно, когда между звездой и наблюдателем находится вакуум. Но, во-первых, основные наблюдения проводятся с Земли, окружённой атмосферой, которая искажает восприятие цвета. Во-вторых, вокруг звёзд есть плотные облака космического газа. Хороший пример здесь планетарные туманности — при наблюдении в телескоп и на фотографиях без обработки эти объекты выглядят зелёными именно из-за газовой оболочки вокруг звезды.
Зелёные звёзды
В созвездии Весов расположена единственная звезда, имеющая зелёный оттенок, которую можно увидеть без специальных приборов. Её название — Зубен эль Шемали, или «Северная клешня Скорпиона». Почему так? Дело в том, что у средневековых арабских астрономов не было созвездия Весы, и эту область неба они изображали как продолжение клешни Скорпиона. Немецкий астроном Иоганн Байер (1572-1625) в 1603 году обозначил её греческой буквой бета и внёс в созвездие Весов, поэтому ныне она известна как бета Весов (по-латыни — Beta Librae).
О её зелёном цвете писал ещё древнегреческий учёный Эратосфен (276-194 до н.э.), чуть позднее её как изумрудную звезду описал Клавдий Птолемей (ок. 100-170). Подтверждают их описание и многие астрономы, наблюдавшие звезду в телескоп. Но что же делает её цвет зелёным? Всё дело в том, что бело-голубой гигант, превышающий наше Солнце в пять раз, вращается с огромной скоростью вокруг своей оси, полный период равен шести часам. Для сравнения: период вращения Солнца составляет чуть больше 600 часов. Из-за столь быстрого вращения, со звезды идёт выброс космического газа, который и формирует вокруг неё облако, окрашивающее её в изумрудный цвет. Между прочим, если верить Эратосфену, в его времена звезда была значительно ярче. И если астрономы смогли объяснить, почему она выглядит зелёной, то отчего она потеряла в блеске — точного ответа пока нет.
Для наблюдения других зелёных звёзд уже понадобится телескоп. Дело в том, что эти звезды находятся в двойных системах. Яркий компонент этих пар имеет жёлтый цвет, а более слабый при сравнении с ярким из-за особенностей зрения кажется зеленоватым, хотя по классификации является такой же жёлтой звездой. Эту особенность заметил ещё советский астроном Пётр Куликовский (1910-2003), он составил таблицу цветов в системах компонентов двойных звёзд, выделив три подобные системы: гамма Дельфина, эпсилон Волопаса и гамма Андромеды. Правда, цвет последней некоторые наблюдатели описывают как голубой. Возможно, такая разница в определении цвета зависит и от земной атмосферы, и от особенностей зрения наблюдателя.
Фиолетовые звёзды
Фиолетовый цвет звёзд имеет ту же природу, что и зелёный: это или газовая оболочка вокруг светила, или оптический эффект в системе двойной звезды. Правда, в отличие от зелёных, которых сейчас известно около десятка, фиолетовых звёзд мы знаем всего две.
Первая из них носит собственное имя — Плейона. Находится она в звёздном скоплении Плеяды. Впервые её фиолетовый цвет заметил в середине прошлого века американский астроном российского происхождения Отто Людвигович Струве (1897-1963), когда посмотрел на неё в один из крупнейших телескопов тех лет (диаметр его зеркала составлял два метра). Кстати, ныне этот телескоп, установленный в обсерватории Макдоналда (штат Техас, США), носит имя Отто Струве. Именно Струве и дал другое название Плейоне — Фиолетовая звезда. Она, как и бета Весов, является бело-голубым гигантом с очень высокой скоростью вращения: полный оборот она совершает за 11,8 часа. И так же извергает облака газа, только это газ имеет не зелёный, а фиолетовый цвет.
Вторая имеет романтическое имя Сердце Карла II. Находится она в созвездии Гончих Псов. Древние греки называли её Хара (в созвездии — две гончие собаки Астерион и Хара, ведомые Волопасом), а древние римляне — Астерион. Немецкий астроном Иоганн Байер отметил её греческой буквой альфа на своих картах как самую яркую звезду созвездия Гончих Псов. Однако в конце XVII века английский учёный Чарлз Скарборо (1615-1693) на картах звёздного неба в созвездии Гончих Псов изобразил казнённого Оливером Кромвелем в 1649 году короля Карла I, желая угодить старшему сыну убитого, вернувшемуся на английский престол Карлу II. Поскольку казнь короля вызвала большое негодование у монархов других стран, то новое созвездие прижилось на большинстве европейских карт звёздного неба. Правда, астрономы запутались в английских Карлах, и в итоге звезда, которая была отмечена как Сердце Карла I, стала называться Сердце Карла II. И, несмотря на, то что созвездие в честь казнённого короля было упразднено в 1922 году, звезда сохранила своё название в научно-популярной литературе и среди любителей астрономии. Она является двойной: яркий компонент имеет жёлтый цвет, а вот более слабый при наблюдении в телескоп — фиолетовый, вызванный визуальным восприятием в сравнении с ярким компонентом.
Гранатовые звёзды
Советский астроном и популяризатор науки Феликс Зигель (1920-1988) в своей книге «Сокровища звёздного неба» писал: «На полпути между альфа и дельта Цефея, недалеко от прямой, соединяющей эти звезды, есть уникальная звезда, обозначенная греческой буквой мю. Её необыкновенный тёмно-красный цвет обратил на себя внимание ещё Вильяма Гершеля (1738-1822), который назвал мю Цефея «гранатовой» звездой. Как прозрачная капелька крови, сияет в глубине небес это красное солнце — самая красная из всех ярких, доступных невооруженному глазу звёзд. Цвет мю Цефея особенно хорошо заметен, если в бинокль сначала посмотреть на белую звезду альфа Цефея, а затем сразу на «гранатовую» звезду. И здесь не обман зрения, не какие-то психофизиологические эффекты — нет, на самом деле это одна из самых холодных звёзд, температура поверхности которой вряд ли превышает 2300 K° (около 2000 градусов по Цельсию, что почти в 2,5 раза холоднее нашего Солнца, — прим. авт.).
Звёзды красного цвета известны человечеству с незапамятных времён. Среди них и «глаз Тельца» Альдебаран, и «противник Марса» Антарес из созвездия Скорпиона, и сверхгигант Бетельгейзе, взрыва которого так ждут астрономы. Но их красный цвет больше похож на цвет зрелой клубники, а цвет мю Цефея не зря сравнивают со спелым гранатом.
Впоследствии астрономы обнаружили множество подобных звёзд, правда, их цвет виден только в телескопы. Среди них стоит выделить CW Льва, которую астрономы называют самой изученной звездой подобного типа, Y Гончих Псов, считающаяся самой яркой звездой, состоящей из углерода. Эта звезда, по современным оценкам, находится на последней стадии своей жизни и через миллион-другой лет, сбросив углеродную оболочку, станет обычным белым карликом. И если сейчас её можно легко найти в обычный бинокль, то после этого она будет так слаба, что при нынешней технике её можно будет найти только в крупнейшие телескопы мира! А звезда V Овна считается одной из самых холодных в нашей галактике, температура её поверхности «всего» 1000 градусов.
Малиновая звезда
В 1845 году английский астроном Джон Хайнд (1823-1895) открыл в созвездии Зайца переменную звезду. В пике блеска её можно увидеть даже невооружённым глазом, а при наблюдении в телескоп в Омикрон Лебедя — яркая и легкодоступная для наблюдения в бинокль тройная звезда это время хорошо заметен малиновый оттенок. Впоследствии её так и назвали — Малиновая звезда Хайнда. Она, как и гранатовые, имеет невысокую по меркам звёзд температуру (около 2300 градусов Цельсия), а малиновый оттенок ей придаёт выбрасываемый углерод, который не пропускает синюю линию спектра.
Увидеть малиновый цвет звезды не так просто: пика блеска она достигает примерно каждые 424 дня, оставаясь там в течение 10-15 дней. Однако в это время звезда может находиться на небесной сфере вблизи Солнца, либо пик блеска может прийтись на ночи вблизи полнолуния, когда яркий свет нашего спутника создаёт помеху для наблюдения цвета. Да и погода может преподнести неприятный сюрприз, закрыв небо облаками.
Существует у этой звезды и загадка. Примерно раз в сорок лет она меняет величину блеска в сто раз. Во время пика блеска в этот период она видна только в крупные инструменты, а в минимуме блеска доступна только инструментам, оборудованным специальными приборами для регистрации слабых звёзд. Последний раз такое понижение яркости наблюдалось в 90-х годах XX века, а следующий раз, по прогнозам, произойдёт в 30-е годы нашего столетия. Причины этих изменений до сих пор неизвестны.
Синяя звезда
Если малиновый цвет звезды Хайнда связан с температурой её поверхности, то природа синего цвета у единственной подобной звезды объясняется особенностями зрения, как и в случае с двойными парами, в которых есть зелёные звезды. Находится синяя звезда в тройной системе под названием Омикрон 1 Лебедя. Чтобы увидеть все звезды системы, достаточно бинокля. Главная, самая яркая, звезда оранжевого цвета, а рядом расположены два спутника: один имеет чистый голубой цвет, как топаз или лазурит, а второй выглядит более тёмным, в связи с чем и кажется нам синим, как огранённый сапфир.
Журнал: Тайны 20-го века №37, сентябрь 2019 года
Рубрика: Тайны космоса
Автор: Юрий Соломонов
Источник