Почему звезды имеют разный цвет?

Цвет звезд обусловлен их химическим составом, температурой, возрастом и относительным движением относительно Земли.

Знаете ли вы, почему звезды бывают разных цветов?

Чтобы начать поиск ответа на этот вопрос, мы должны начать со звезды, которую мы знаем лучше всего — с нашего Солнца!

Из-за земной атмосферы мы видим наше Солнце желтым, а иногда красным или даже оранжевым! Однако на самом деле оно белого или близкого к белому цвету.

Один интересный факт о цвете нашего Солнца заключается в том, что оно не будет оставаться таким вечно. Когда-нибудь, далеко в будущем, когда у Солнца закончится водород (ее топливо), оно перейдет в фазу красного гиганта. Как следует из названия, оно буквально раздуется в гигантскую красную звезду, готовую взорваться!

Как температура влияет на цвет звезды?

Итак, что же меняется со временем, что влияет на цвет звезды? Ответ — температура. Видите ли, в конце своего жизненного цикла звезда исчерпывает запас топлива и, следовательно, снижает температуру. Меньшее количество вырабатываемой энергии означает меньшую частоту излучаемого света, что соответствует красной части нашего видимого спектра. Поэтому, когда звезда начинает остывать, ее излучение больше склоняется в красную сторону.

Вам может быть интересно, соответствует ли красный цвет холодному, а синий соответствует горячему? Самые горячие звезды кажутся голубыми, поскольку их излучение больше склоняется к синей части спектра.

Эта связь между температурой и излучаемым излучением является настолько важной и особенной характеристикой звезд, что астрономы Эйнар Герцшпрунг и Генри Норрис Рассел в 1900-х годах независимо друг от друга придумали классификацию звезд на основе этой переменной. Эта зависимость изображена на графике, который они назвали диаграммой Герцшпрунга-Рассела, где температура отображается в зависимости от светимости или цвета звезды.

Из этого графика мы можем увидеть очень очевидное следствие — корреляцию между температурой и цветом. Более горячие звезды находятся в синей части диаграммы, а более холодные — в красной. Этот график не только помог классифицировать звезды, но и помог понять их эволюцию, поэтому он очень важен.

У движущихся звезд тоже разные цвета?

Температура — не единственный фактор, который заставляет звезду склоняться к красному или синему цвету! Мы знаем, что наше Солнце движется с очень большой скоростью в нашей галактике, как и все звезды, которые мы видим на ночном небе.

Однако некоторые из них могут удаляться от нас, а другие — приближаться к нам. Хотите, верьте, хотите нет, но это также влияет на цвет этих звезд.

Если звезда удаляется от нас, то излучаемый ею свет смещается в красную часть спектра, а если она движется к нам, то ее свет смещается в синюю часть спектра. Этот эффект называется эффектом Доплера и очень важен при обработке изображений, полученных с помощью телескопов.

Мы еще не закончили… Есть еще один очень важный фактор, который влияет на цвет звезды. Это ее состав. Или, проще говоря, различные элементы, из которых состоит звезда, влияют на ее цвет!

Как состав придает звезде цвет?

Если вы посмотрите на фотографию ниже, то увидите красивые языки пламени разных цветов. Эти цвета вызваны горением различных металлов в воздухе. Каждое из этих языков пламени имеет уникальный цвет, потому что они испускают излучение на определенной частоте/длине волны. Таким образом, их излучение становится очень характерной особенностью каждого металла и помогает идентифицировать их с помощью спектроскопии. Что еще более важно для нас, они иногда добавляют цвет звездам.

Теперь давайте внесем ясность. Металлы, из которых состоят звезды, горят не по той же реакции, что происходит на Земле. Однако их излучение все равно очень характерно для них, поэтому мы используем частоты их излучения, чтобы определить, какой металл потребляется, создается или просто присутствует внутри звезд.

Это также помогает нам понять, на какой стадии жизненного цикла находится звезда. Это происходит потому, что по мере старения звезды, когда весь водород расходуется в результате ядерного синтеза, начинается синтез более тяжелых металлов.

Самые первые звезды во Вселенной при своем формировании не содержали никаких металлов. Они состояли только из водорода. Другие металлы образовывались внутри этих звезд по мере того, как они сжигали свое топливо. И когда они умерли и выбросили свои металлы в космос, эти металлы стали частью строительных блоков для следующего поколения звезд. Таким образом, звезды-преемники будут иметь более высокое содержание металлов, чем их звезды-предшественницы. Это важная концепция при изучении истории галактик.

Теперь, возможно, вам интересно, почему мы не видим цветов, таких как зеленое пламя на картинке, ни у одной из звезд на ночном небе. Что ж, это вполне обоснованный вопрос. Для этого мы вернемся к утверждению, сделанному ранее в этой статье. Помните, что цвет Солнца на самом деле был белым или близким к белому.

Почему нет звезд зеленого цвета?

На самом деле наше Солнце испускает излучение всех цветов видимого спектра, но из всех цветов оно немного предпочитает зеленый. То есть в излучении нашего Солнца зеленого цвета больше, чем любого другого. Так что… не должны ли мы видеть его зеленым?

Дело в том, что зеленый цвет находится в середине видимого спектра. Он окружен другими цветами и состоит из других цветов. Поэтому, чтобы его можно было увидеть отдельно, он должен быть один. Однако, поскольку он сопровождается излучением других цветов видимого спектра, в космосе мы видим его больше как белый (сочетание всех цветов), чем как зеленый. Конечно, на Земле он кажется желтым из-за нашей атмосферы.

Точно так же мы не видим зеленых звезд, потому что зеленое излучение сопровождается и другими цветами, которые в сумме дают белый цвет. Опять же, зеленый — не единственный цвет, в котором мы не видим звезд. Мы не видим и ряд других цветов, особенно близких к синей части спектра, таких как фиолетовый и пурпурный, поскольку наши глаза более чувствительны к синему свету и воспринимают эти цвета как синие.