曾被认为不存:人类发现第一颗绿色恒星

引言:夜空里的恒星只有橙、白、蓝三种颜色,天文学课本一直是这么说的。

恒星辐射接近理想的黑体,颜色几乎只由表面温度决定。温度低的发橙光,太阳这样的发白,最热的发淡蓝。

直到2026年10月15日,英国华威大学的马克·霍兰兹(Mark Hollands)团队在《皇家天文学会技术与仪器》上发表论文。他们处理完一组光谱数据后发现,一颗编号「WD J1330+6435」的白矮星,如果观测者近到能看清它的圆面,看上去居然是绿色。

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一、恒星的颜色

橙白蓝这种颜色规律有个名字,叫完美辐射体。

它发出的光铺满整条光谱,红橙黄绿蓝紫都有,只是各处强弱不同。

虽然太阳的辐射峰值就在绿光附近。可它同时发出大量红光和蓝光,红、绿、蓝一起进入人眼,混出来的就是白色。

要让一颗恒星看上去偏红或者偏蓝,并不难。

因为橙和蓝分踞光谱两端,温度往哪头走,另一头的光就被压下去。

而绿卡在正中间,要显出绿色,必须是绿光极强、橙和紫都极弱,中间凸起、两头塌下去。

理想黑体做不到这一点。所以在过去很长时间里,人们认为绿星根本不可能存在。

猎户座肩上的参宿四偏橙,天狼星偏蓝白,背后起作用的都是温度,星图上之前找不到一颗绿的。

黑体的颜色随温度单调变化,画在色度图上是一条平滑的曲线,叫普朗克轨迹。恒星只要还待在这条线上,就变不出绿色。

二、白矮星的大气,密度接近水

白矮星是类太阳恒星烧完燃料后留下的核心。

恒星走到末期,外层被抛出去,剩下的物质坍缩成地球大小的一团。

白矮星这个名称来自早期的观测,最早被认出来的几颗白矮星都特别热,发白或者淡蓝,名字由此而来。

冷下来的白矮星,大气会稠密得反常。已知最冷的那批,大气密度大约1克每立方厘米,与液态水相当,比太阳光球层密上百万倍。

密度一旦提高,元素的行为就会发生变化。

碳、钙、钠这些原子被挤在稠密的氦等离子体里,吸收光的波长范围被拉得很宽。

白矮星的颜色由此不再只由温度决定,大气里有什么元素同样会影响它的颜色。

白矮星不算稀有,银河系里多数恒星最终都会走到这一步,太阳在约50亿年后也一样。

问题是没人真的看见过,因为所有白矮星都太远,望远镜分辨不出它们的圆面,肉眼更谈不上判断颜色。

这次研究的做法是先把星光按波长拆成光谱,再把光谱数据送进一个模拟人类色觉的模型,推算出人眼会看到的颜色。

这些颜色要观测者近到能分辨恒星圆面才会出现。

三、钠削弱橙色、钙削弱紫色

WD J1330+6435是一颗很冷的白矮星。

研究人员测出它的有效温度是4240开尔文,约合4000摄氏度。

它的表面有一批不该出现的重元素:钙、锂、钠。

白矮星表面的重力极大,这些元素本该沉到内部;它们能留在大气上层,说明恒星一直在吸积行星系统的残骸。

这些碎屑来自白矮星周围残留的小行星和彗星。它们被引力撕碎,一块块落进恒星,重元素就这样被不断补充到表面。

关键在于钠和钙元素。

钠的共振双线在这颗星的大气里被拉得又宽又强,把橙色波段整段吸收掉;而钙在紫色波段有强吸收,把可见光的短波端也压了下去。

两头削弱之后,通量峰值只剩中间约500纳米那一段。

最终让它呈现出了黄绿色(chartreuse green)。

即使换用2021年的旧模型再算一遍,得到的色值是「#EAFFA1」,也是一眼能认出来的浅黄绿。

两套结果吻合,团队因此确信,它呈绿色的判断是可靠的。

不过(叠个甲),这颗星的光谱有些噪声,真实色度可能和模型有细微出入。

四、它不孤单

WD J1330+6435不是唯一一颗被判定为绿色的白矮星。

论文在一批36颗富金属的白矮星里做统计,另外还有两颗也偏绿:「WD J0851+1543」和「WD J1351+2645」。

这两颗虽然也呈绿色,但比WD J1330+6435淡得多。放在一起比较,它是其中最鲜艳的一颗。

绿星能出现,关键还是前面提到的密度问题。

主序星的大气太稀薄,钠和钙的吸收线宽不起来,无论温度怎么调,颜色都变不出绿色。

只有白矮星这种密度,才能把吸收线拉到覆盖半个可见光波段的程度。

据我所知,此前没有任何恒星被宣称呈绿色,白矮星是目前已知唯一能造出绿星的天体。

银河系里有多少颗绿星,还是未知。

但能确定的是,在人类判定过颜色的恒星里,这一颗最绿。

五、还有小红

同一篇论文的另一头,还提到一颗红得反常的星球:「WD J1011+2845」

它距地球14.73秒差距,约48光年。

秒差距(pc)是天文学专业论文的标准距离单位,定义是“天体周年视差为1角秒时对应的距离”,是天文观测中能直接测量得到的最基础距离量,专业文献中优先级高于光年。

温度约4300开尔文,比那颗绿星略高一点,约合4027摄氏度。

碳被深对流从核心翻了上来,在大气里结成双原子碳分子。

这些分子把400到600纳米的可见光几乎全吸收掉。剩下的光在600纳米以外的波段,看上去是深鲑鱼粉(想吃三文鱼了嘿嘿)。

它可能是已知最红的恒星。

研究团队选取了离地球20秒差距以内的151颗白矮星。这是按体积划出的样本,不受亮度筛选影响。

其中5颗颜色不寻常:两颗偏黄,三颗偏粉。按这个比例推算,宇宙里大约每30颗白矮星就有一颗颜色异常。

剩下146颗用色温衡量,中位数约6800开尔文。这个温度的恒星,看上去就是白色。

大部分情况下,白矮星看上去偏蓝,是由于观测方式限制。

更热更蓝的白矮星更亮,能在更远处被看到,所以在按亮度筛选的巡天里格外常见。

六、总结一下

恒星的颜色主要由温度决定,这是常识。然而当大气足够稠密时,元素吸收光的范围被拉开,颜色还会被化学成分所影响。WD J1330+6435是目前观测到最绿的一颗恒星,这个颜色只在近到能分辨星面时才成立;它的光谱有噪声,真实色度仍保留一点不确定,等待人类进一步发掘。

本期话题:如果宇宙终有一天会走向热寂,那文明存在的意义是什么?

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本期参考文献:

[1] Hollands M A, Gänsicke B T, Tremblay P-E, Koester D. Any colour you like: The diverse chromaticities of white dwarfs. RAS Techniques and Instruments, 2026年10月15日.

[2] University of Warwick. Green, pink and purple: astronomers reveal the surprising true colours of white dwarf stars.华威大学官网新闻稿, 2026年10月.

[3] 中国科学报.科学家发现第一颗绿色恒星. 2026年10月22日.

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