天文学家报告了首颗肉眼看起来呈绿色的恒星。他们研究发现，由于白矮星极稠密的大气中会发生不寻常的化学作用，导致其可以呈现出绿色、粉色、紫色、黄色和青色等多种色彩。相关研究近日发表于RAS Techniques and Instruments。

白矮星WDJ1330+6435从行星系统中吸积了富含钠的岩石物质进入大气层，从而呈现幽绿色。

图片来源：Mark A Garlick

对大多数恒星来说，其颜色与温度密切相关。通常较冷的恒星呈橙色，像太阳这样的恒星呈白色，而最热的恒星呈淡蓝色。这类似于加热一块铁，随着温度升高，铁的颜色会从红色变为橙色，最终变为白色。而白矮星是一类低光度、高密度、高温度的致密恒星，是类似太阳这样的恒星的残骸。因此，长期以来被认为其颜色遵循同样的变化规律。

最早发现的白矮星异常炽热，呈白色至淡蓝色，并因此而得名。然而，科学家现在发现，这类恒星残骸比此前认为的更多彩。

“大多数恒星，包括大多数白矮星，像完美辐射体，其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都可能呈现什么颜色。”该研究负责人、英国华威大学的Mark Hollands说，“事实证明，这些极其致密的恒星可以产生人们意想不到的颜色，其中一些让我感到惊讶。”

白矮星之所以更多彩，原因在于其极高密度的大气。在最冷的白矮星中，其大气物质的密度可以达1克/立方厘米，与水的密度相当，比太阳可见的表面——光球层要致密数百万倍。在这种极端条件下，少量碳、钙和钠等元素会与周围的氦等离子体发生相互作用，从而使这些元素能够吸收更广泛的光波长。这导致从白矮星逸出的光会呈现出仅根据温度无法预测的颜色。

因为白矮星距离地球都很遥远，天文学家无法用肉眼直接分辨颜色。于是，研究团队通过星光来确定每颗恒星呈现出的颜色。他们分析了恒星光谱，就像棱镜将阳光分成彩虹的颜色一样，每种光谱都像独特的指纹，可以揭示恒星的温度和化学成分。利用人类色觉模型处理这些测量数据，研究团队就可以计算出肉眼感知到的颜色。

研究人员发现，根据大气化学成分，白矮星的颜色可以分为几组。含有大量碳的白矮星通常呈粉红色或紫色；从被摧毁的小行星和彗星、曾经所在行星系统遗骸中吸积了物质的白矮星往往看起来呈黄色；大气中同时含有氢和氦的较冷白矮星会呈现青色或淡蓝色。

其中最引人注目的发现是一颗呈黄绿色的白矮星——WD J1330+6435。这颗温度约为4000摄氏度的白矮星随着时间推移，吸收了其前行星系统中的岩石碎片，将钙、锂和钠引入大气，从而呈现出独特的颜色。据研究团队所知，此前还没有一颗恒星被确认为绿色。这使得WD J1330+6435成为银河系中已知的首颗绿色恒星。

“这颗白矮星大气中的微量钠吸收了光谱中的橙色部分，留下了幽灵般的绿色光芒。”Hollands说，“这感觉像是科幻小说里的情节。”

此外，天文学家还发现了一颗距离地球仅48光年的白矮星——WD J1011+2845，它可能是人类记录到的最红的恒星。它有一个很深的对流区，将碳从其内部输送到表面，极大地改变从这颗恒星逸出的光的波长，从而使其呈异常深的鲑鱼粉色。

为了确定这些引人注目、颜色罕见的恒星是否为个例，研究人员检查了距离地球约65光年范围内的151颗白矮星。在这些恒星中，有5颗具有不寻常的颜色——2颗呈黄色、3颗呈粉红色。

基于这一结果，研究人员估计，宇宙中大约每30颗白矮星中就有一颗可能呈现出意想不到的颜色，表明宇宙中存在着大量颜色奇特的恒星遗骸。

研究人员测量了剩余146颗白矮星的色温。色温用开尔文温标度量，是描述光源颜色的一个标准。研究人员发现，这些白矮星的中位色温约为6800开尔文，人类肉眼看它们呈白色。这一发现挑战了白矮星通常呈蓝色的普遍印象。更热、更蓝的白矮星产生更多的光，在更远的距离上依然可见，这导致它们在基于亮度观测恒星的天文调查中占比过高。当天文学家转而用一个更具代表性的附近星群时，典型的白矮星实际上是白色的。

“如果我们选取一个具有代表性的白矮星群体的中位数，我们发现，平均而言，白矮星是白色的。”华威大学教授Boris Gansicke说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/rasti/rzag069