恒星在科幻作品里常被当作"异星"的标志,但颜色几乎没人动过——白、红、蓝,基本就这三样。一项新研究给出的结论是:真实宇宙比想象更花哨,白矮星在特定条件下可以呈现出从亮粉到黄瓜绿的一系列颜色。
这项研究发表在上周的《RAS Techniques and Instruments》期刊上,第一作者是华威大学天体物理学家马克·霍兰兹(Mark Hollands)。研究的突破点不在观测到新的彩色恒星,而在建模方法。霍兰兹在谈到这一设想时说:"想象你站在一颗行星上,抬头看见一颗绿色的恒星。"
传统上,恒星被当作黑体辐射来处理。黑体是数学上的理想化对象:完全不透明、不反射,在所有波长上发光。黑体实际上并不存在,但恒星足够接近这一模型,因此对多数用途都够用。在黑体辐射框架下,光的颜色只随温度变化,温度升高就从红到白再到蓝——把灶台上的火力调大调小,就能直观理解这个过程。
黑体模型之所以适用于恒星,是因为恒星的光球层通常密度不够高,不会给光谱引入有意义的变量。但主序星走到生命尽头时情况会变:核心停止聚变氢,失去向外的压力支撑后坍缩,最终留下密度高得多的白矮星。在这之前,恒星会先膨胀成红巨星,开始吞噬内侧行星。约五十亿年后,太阳会吞掉水星和金星,地球是否被吞则不确定,之后它将以白矮星的形式稳定下来。
此时这颗高密度恒星已经吞下了各种较重元素。按照华威团队模型的计算,这些元素会与恒星中的氦发生相互作用,吸收掉恒星发出的一些特定波长,使黑体模型无法准确判断它实际看起来是什么颜色。
研究给出的例子是WD J1330+6435,距地球约280光年,最早编入星表是在2021年。从它的谱线可以看出,这是一颗大气中吸积了锂、钠、钾和钙的白矮星,来源是它吞掉了附近的行星——或者,如果条件不允许形成完整行星,则是碎片盘。如果把它的全光谱光减去被这些元素吸收的波长,从系统内部看会是什么样?研究者的答案是:一种淡而明亮的绿色。
他们还找到了别的"怪星"。WD J1011+2845因为表面附近碳含量丰富,看上去会是鲑鱼粉色。
但总体而言,研究者发现大多数白矮星就是白的。在样本中,每30颗里有29颗没有表现出异常颜色。这或许是件好事——点缀色用得克制才最有效。
那么太阳在最后的日子里,会不会贪婪地吞下水星的铁和镍、金星的硅和铝,向太阳系外侧的幸存者放出一种明亮而诡异的色调,宣告自己的死亡?这完全有可能。
