Защо няма зелени звезди
Звездният куп NGC 4755 е известен като Кутията за бижута, защото през малък телескоп звездите му изглеждат като сапфири, рубини и диаманти. Изумруди обаче няма. И това не е просто пропуск на тази колекция от около 100 звезди – независимо от постиженията на екологично активните знаменитости или изграждането на измервателни системи, когато става въпрос за космоса, нито една звезда не е зелена.
С просто око, поне за повечето хора, звездите изглеждат или червени, или бели. Използвайки телескопи за увеличаване на яркостта, някои от привидно белите звезди се оказват оранжеви или сини, а някои вероятно са и жълти. Липсата на звезди в средата на дъгата говори повече за нашите очи, отколкото за празно място във физическите им свойства.
NGC 4755
Повечето от цветовете, които виждаме на Земята, са причинени от повърхностната химия на обектите, която определя кои дължини на вълните на светлината се отразяват и кои ще се абсорбират. Звездите обаче са различни: цветът им се определя от тяхната температурата.
Студените звезди (3700 Келвина и надолу) излъчват светлина предимно в червената част на спектъра (по-дълга от 625 нанометра), както и инфрачервената, която не можем да видим. За разлика от нашата асоциация на синьо със студено и червено с горещо, когато звездите стават по-горещи, те излъчват светлина с по-къси дължини на вълните, поради което най-горещите звезди, като Сириус, всъщност изглеждат доста сини.
Връзката между температурата и пиковата дължина на вълната се определя от закона за изместване на Вейн. Въз основа на неговата формула, звезда с температура от 5500 К ще излъчва пиковата си радиация при 527 нанометра, почти в центъра на зелената част на спектъра.
Така погледнато, липсата на зелени звезди изглежда още по-озадачаваща. Със сигурност има звезди с такава температура – наистина фотосферата на Слънцето, която определя светлината, която излъчва, не е далеч от 5,72 K – така че защо не свети в зелено?
От решаващо значение за отговора е, че звездите не излъчват светлина само в пика си, като струна, която произвежда звук с една дължина на вълната. Пикът е просто пик, звездите винаги произвеждат много фотони с по-дълги и по-къси дължини на вълната.
Ако очите ни се концентрираха само върху пиковата дължина на вълната, щяхме да видим звезди, подобни на Слънцето, като зелени. Но нещата не работят така. Изправени пред смесица от зелено и жълто, с малко червено и синьо, виждаме светлината като бяла.
Виждаме същия процес тук на Земята при нагряване на обект: той първо свети нажежено до червено, след това оранжево и след това бяло. Ако имаме достатъчно мощен източник на топлина, той може дори да засвети и в синьо – но никога в зелено.
Можем да видим звездите като зелени, ако гледаме светлината през филтър, който премахва някои от другите дължини, но това всъщност ще е просто измама.
Въпреки това Вселената има и няколко трика.
При някои опулярни оптични илюзии се взираме в цветни форми за известно време и след като отместим поглед, виждаме призрачен контрастен силует на формата, която сме гледали, защото конусите в очите ни се уморяват от претоварването с цветове. Звездите могат да предизвикат същото. Антарес е толкова ярка и червена звезда, че името й буквално означава съперник на Марс (Арес на гръцки). Неговият много по-слаб спътник Антарес Б е бял. Въпреки това, когато се вижда в същото зрително поле, той изглежда зелен заради контрастта. Подобни описания са давани и на други бели спътници на по-ярки червени звезди.
Тревата или живите листа ни изглеждат зелени, защото това е почти единствената дължина на вълната на слънчевата светлина, която те отразяват към нас. Някои обекти в космоса правят подобно нещо – като зелените комети, които се появяват от време на време.
Отделните елементи в звездите освобождават специфични спектрални линии в резултат на енергийните преходи на техните електрони. Някои от тях, като калций, светят особено ярко в зелено. Въпреки това, обикновено има достатъчно светлина от други цветове, за да се създаде цялостен бял ефект (ако светлината не бъде разделена на нейните компоненти).
