Почему зелёных звёзд не бывает? / Хабр
Выйдите на улицу тёмной безлунной ночью. Посмотрите наверх. Если это декабрь или январь, обратите внимание на Бетельгейзе, горящую красным светом на плече Ориона, и Ригель, ярко-голубую звезду у его колена. Через месяц в созвездии Возничий появится жёлтая Капелла.
Если это июль, отыщите Вегу, голубой сапфир Лиры, или Антарес, оранжево-красное сердце Скорпиона.
Зелёных звёзд нет! В любое время года в небе можно обнаружить разные звёзды. Большинство выглядят белыми, но у самых ярких проявляется цвет. Красный, оранжевый, жёлтый, голубой – почти все цвета радуги… Но, погодите-ка, а где же зелёные? Разве не должны мы видеть и такие?
Нет. Это очень частый вопрос, и никаких зелёных звёзд мы не видим. И вот, почему.
Возьмите паяльную лампу (можно мысленно) и разогрейте брусок железа. Сначала он будет светиться красным, потом оранжевым, потом бело-голубым. Потом он расплавится. Лучше использовать прихватку.
Почему он светится? Любое вещество температуры выше абсолютного нуля (около -273 °C) испускает свет.
Холодные объекты излучают радиоволны. Очень горячие излучают ультрафиолет или рентгеновские лучи. В очень узком диапазоне температур горячие объекты будут испускать видимый свет, длины волн грубо от 300 нм до 700 нм.
Необходимо учесть, что объекты не испускают свет на одной длине волны. Они испускают фотоны в диапазоне длин волн. Если бы вы использовали некий детектор, чувствительный к длинам волн света, излучаемого объектом, а затем построили бы количество этих волн на графике, то получили бы кривобокий график под названием «характеристика излучения чёрного тела» (почему он так называется, неважно, но если вам интересно, можете поискать. Только включите фильтр поисковой выдачи. Серьёзно). Она немного похожа на колокол кривой нормального распределения, но на малых длинах волн она падает быстрее, а на больших – медленнее.
Вот примеры нескольких кривых для различных температур:
По оси х откладывается длина волны (или цвет, если хотите), и для справки на график наложен спектр видимых цветов.
Можно отметить характерную колоколообразную форму. У горячих объектов пик смещается влево, к более коротким волнам.
У объекта температурой 4500 Кельвинов (порядка 4200 °C) пик находится в оранжевой части спектра. Разогрейте его до 6000 К (примерно температура Солнца, 5700 °C), и пик переместится в зелёно-голубую область. Разогрейте ещё, и пик переместиться в голубую область, или ещё дальше, к более коротким длинам волн. Самые горячие звёзды излучают большую часть света в ультрафиолете, на более коротких волнах, чем те, что мы видим невооружённым глазом.
Хм, секундочку. Если у Солнца пик находится в зелёно-голубой области, почему оно не выглядит зелёно-голубым? Это ключевой вопрос. Всё дело в том, что хотя пик приходится на зелёно-голубую область, оно испускает свет и других цветов.
Посмотрите на график объекта с температурой, близкой к солнечной. Пик приходится на зелёно-голубую область, поэтому большая часть фотонов испускается там. Но испускаются и синие, и красные фотоны.
Поэтому Солнце не выглядит зелёным. Но можем ли мы поиграться с температурой, чтобы получить зелёную звезду? Может быть, такую, которая чуть теплее или холоднее Солнца?
Оказывается, что не можем. Более тёплая звезда будет выдавать больше голубого цвета, а холодная – больше красного, и в любом случае наши глаза не увидят там зелёного. Вину за это нужно возлагать не на звёзды (не полностью, по крайней мере), а на нас самих.
В наших глазах есть светочувствительные клетки, колбочки и палочки. Палочки – это датчики яркости, они не различают цветов. Колбочки видят цвета, и их бывает три вида: чувствительные к красному, синему и зелёному. Когда на них падает цвет, каждая возбуждается по-разному: красный цвет возбуждает красные колбочки, а синие и зелёные остаются к нему равнодушными.
Большинство объектов не излучают и не отражают единственный цвет, поэтому колбочки возбуждаются все сразу, но в разной степени. К примеру, апельсин возбуждает красные колбочки в два раза сильнее зелёных, и оставляет синие в покое. Когда мозг получает сигнал от трёх колбочек, он говорит: «Наверно, это оранжевый объект». Если зелёные колбочки видят столько же света, сколько красные, а синие ничего не видят, мы интерпретируем цвет, как жёлтый. И так далее.
Поэтому, единственный способ для звезды выглядеть зелёной – это излучать только зелёный свет. Но из графика выше видно, что это невозможно. Любая звезда, испускающая зелёный, будет испускать также довольно много красного и голубого, что сделает её белой. Изменение температуры звезды превратит её в оранжевую, жёлтую, красную или голубую, но зелёную сделать не получится. Наши глаза просто не увидят её такой.
Поэтому зелёных звёзд не бывает. Излучаемые звёздами цвета и то, как наши глаза интерпретируют их, гарантирует это.
Но меня это не беспокоит. Если вы посмотрите в телескоп и увидите сияющую Вегу или румяный Антарес, или тёмно-оранжевый Арктур, вас это тоже не будет сильно волновать. Звёзды бывают не всех цветов, но их достаточно, и благодаря этому они удивительно прекрасны.
Почему не бывает зелёных звёзд?
?Интересно, правда? Звёзды бывают голубые, белые, жёлтые, оранжевые и красные. А вот синих, зелёных и фиолетовых не бывает. И розовых тоже. То есть в комосе много объектов имеющих причудливые цвета, но все эти объёты светят отражённым светом и поглощают некоторые участки спектра, а остатки, смешиваясь доходят до нас в виде смородиннового или травянисто-зелёного.
А вот звёзды не могут похвастать разнообразием цветов. Главная причина — строение нашего глаза. У нас есть только три типа светочувствительных колбочек — синие, красные и зелёные, и чтобы наш глаз разглядел какой — либо цвет, нужно чтоб остальных двух было значительно меньше.
| Апрель 2021 | ||||||
| Вс | Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
- grand_damme : (без темы) [+1]
- andyflowers : (без темы) [+1]
- livejournal : Изумрудное солнце [+0]
- (Анонимно) : (без темы) [+3]
- Vjacheslav Litvekov : (без темы) [+2]
- Farha Raji : (без темы) [+1]
2mars — Сообщество добровольцев для путешествия на Марс
ru_fenomen — Охотники за феноменами
ru_spacegiraffe — Сообщество для родителей, чьи дети интересуются космосом
| Поиск по сообществу | |
Разработано LiveJournal.
com
Почему нет зеленых звезд?
Эта статья была первоначально опубликована в 2008 году и с тех пор была обновлена новой и актуальной информацией в 2023 году. и оранжевые звезды. Однако вы никогда не увидите зеленые звезды. Почему это так и почему некоторые звезды отличаются по цвету от других? Ответ может вас удивить.
Какого цвета звезды?
В типичную безоблачную ночь – в зависимости от уровня светового загрязнения – вы увидите тысячи ярких белых звезд. В определенные ночи в течение года вы даже сможете увидеть более яркие звезды. Такие звезды, как Бетельгейзе в созвездии Ориона, светятся красным.
И Ригель, звезда того же созвездия, сияет ярко-синим цветом. Внутри созвездия Возничего горит желтая звезда Капелла — шестая по яркости звезда, наблюдаемая с Земли. А Антарес горит красновато-оранжевым цветом в сердце Скорпиона. Увы, зеленых звезд по-прежнему нет.
Подробнее: Обнаружена солнцеподобная звезда, вращающаяся вокруг черной дыры
Почему звезды разного цвета?
Цвет звезды указывает на температуру ее поверхности.
Обычно существует пять цветов, от самых горячих до самых холодных: синий, белый, желтый, оранжевый и красный, похожий на пламя. Самые горячие звезды — голубые звезды — имеют температуру поверхности от 10 000 до 50 000 Кельвинов (К). Наше Солнце считается желтой звездой с температурой поверхности около 6000 К.
Когда звезда горит, она излучает свет. Любая материя при температуре выше абсолютного нуля (около -273 по Цельсию) будет излучать свет. Количество излучаемого света и, что более важно, длина волны этого света зависят от температуры. Чем теплее объект, тем короче длина волны.
Холодные объекты излучают радиоволны. Чрезвычайно горячие объекты излучают ультрафиолет. При очень узком диапазоне температур горячие объекты будут излучать видимый свет (длина волны примерно от 300 нанометров до примерно 700 нм).
Имейте в виду; объекты не излучают ни одной длины волны света.
Кривая черного тела
Вместо этого они испускают фотоны в диапазоне длин волн.
(Источник: ИЛЛЮСТРАЦИЯ: НАСА, ЕКА, Лия Хастак (STScI), Энди Джеймс (STScI)) Графики зависимости яркости от длины волны трех объектов разной температуры. Кривая черного тела — это тип непрерывного спектра, который напрямую связан с температурой объекта. Звезда с температурой 8000 кельвинов (примерно 8000 градусов по Цельсию или 14000 градусов по Фаренгейту) ярче и выглядит голубее, чем звезда с температурой 3000 К (2700°C или 5000°F), которая тусклее и краснее. Спектр абсолютно черного тела можно использовать для расчета температуры объекта. (Хотя звезды не являются абсолютно черными телами, кривая черного тела довольно хорошо описывает форму общего спектра звезды.)
Хотя график кривой черного тела использует цветовой спектр, не все цвета в спектре видны человеческому глазу. Например, пик нашего Солнца приходится на зеленую часть цветового спектра кривой абсолютно черного тела, но, поскольку оно также излучает много света в таких цветах, как красный и синий, при изображении из космоса Солнце явно белое.
Наши глаза играют в фокусы
В наших глазах есть светочувствительные клетки, называемые палочками и колбочками. Палочки являются детекторами яркости и слепы к цвету. Наши глаза имеют три типа колбочек, которые помогают нам различать цвета: красные, синие и зеленые колбочки. Когда на них падает свет, каждый из них срабатывает в разной степени; красный свет — скажем, от клубники — действительно активирует красную колбочку, но синие и зеленые колбочки остаются довольно спокойными.
Большинство объектов не излучают (или не отражают) один цвет, поэтому колбочки срабатывают в разной степени. Апельсин, например, заставляет красные колбочки работать примерно в два раза чаще, чем зеленые, но не трогает синие. Когда мозг получает сигнал от трех колбочек, он говорит: «Это должен быть оранжевый объект». Если зеленые колбочки видят столько же света, сколько и красные, а синие ничего не видят, мы интерпретируем это как желтый цвет. И так далее.
Таким образом, единственный способ увидеть звезду зеленой — это почти полностью излучать зеленый свет.
Однако звезды всегда излучают более одной длины волны света. Любая звезда, излучающая в основном зеленый цвет, также будет излучать много красного и синего, из-за чего звезда будет выглядеть белой. Изменение температуры звезды сделает ее слегка оранжевой, желтой, красной или синей, но вы не сможете получить зеленую. Наши глаза просто не увидят его таким.
Вот почему нет зеленых звездочек. Цвета, излучаемые звездами, и то, как их видят наши глаза, в значительной степени гарантируют это.
Подробнее: Оптические иллюзии страннее, чем вы думаете
Является ли Зубенешамали зеленой звездой?
Солнце в крайнем ультрафиолете с ложным зеленым цветом. Звезды выглядят зелеными? Ученые говорят, что нет, но наблюдатели клянутся, что Зубенешамали в созвездии Весов выглядит зеленым. Изображение предоставлено SOHO/ESA/NASA. Зубенешамали (Бета Весов) — ярчайшая звезда в созвездии Весов Весов. Это всего лишь прикосновение ярче, чем другая яркая звезда в Весах, называемая Зубенелгенуби.
Современные наблюдатели — а мы сейчас говорим о профессиональных астрономах — часто говорят, что звезда Зубенешамали в созвездии Весов белая или голубоватая. Но ранее наблюдатели часто описывали Бету Весов как зеленую звезду. Например, в несравненном «Справочнике небесных тел» Бёрнема цитируется знаменитый астроном-любитель Виллиан Тайлер Олкотт (1873–1819 гг.).36) по этому поводу. Олкотт называл Зубенешамали единственной звездой, видимой невооруженным глазом:
… то есть зеленого цвета.
Многие звездочёты согласны. Другие нет. Так Зубенешамали зеленый… или нет?
Научитесь произносить Zubeneschamali и научитесь произносить Zubenelgenubi.
Цвета звезд
По мнению ученых, мы не видим зеленых звезд. Звезды излучают спектр («радугу») цветов, включая зеленый. Но в диапазоне длин волн и интенсивностей, присущих звездам, зеленый цвет смешивается с другими цветами. И поэтому, по мнению астрофизиков, звезды не могут казаться зелеными.
Для звезд общие цвета, от более низких до более высоких температур: красный, оранжевый, желтый, белый и синий.
А зеленых звезд, по мнению ученых, не бывает. Физик Бен Бартлетт вникает в детали того, почему звезды не могут быть зелеными, в комментариях, связанных со следующим твитом.
Не забудьте нажать на значок комментариев, чтобы перейти к этому разговору.
По мере того, как звезды разгораются все горячее и горячее, они из красных становятся оранжевыми, желтыми, белыми, голубыми…
Но почему нет зеленых звезд?? [1/4] pic.twitter.com/4pRFmv7ojF
— Бен Бартлетт (@bencbartlett) 10 ноября 2020 г.
Бартлетт также имеет аккуратную анимацию, которая поможет вам визуализировать, почему звезды не выглядят зелеными.
Чтобы ученые могли объяснить вам, почему звезды не могут выглядеть зелеными.
Убедитесь сами. Это зеленый?
Однако многие наблюдатели за звездами клянутся, что Зубенешамали доказывает обратное.
Ищите сами. Если Зубенешамали не кажется вам зеленым невооруженным глазом, попробуйте бинокль. Пусть ваши друзья тоже посмотрят на эту звезду. По крайней мере, вы обнаружите, что люди видят цвета по-разному.
Как найти Зубенешамали
Взгляните на эту звезду летним вечером в Северном полушарии. Предполагая, что вы находитесь в северном полушарии, каждое лето он сияет высоко в южном небе, и его легко найти.
Ищите Зубенешамали в добрых двух кулаках к северо-западу (вверху справа) от ярко-красной звезды Антарес в созвездии Скорпиона — одного из немногих созвездий, похожих на существо, в честь которого оно было названо. Держите кулак на расстоянии вытянутой руки.
Зубенешамали немного ярче своей родственной звезды Зубенелгенуби. Но Зубенелгенуби обозначен как альфа-звезда созвездия Весов. Почему? Возможно, это связано с тем, что другая звезда, Зубенелгенуби, расположена прямо на эклиптике, то есть на годовом пути Солнца перед фоновыми звездами.
История и мифология Зубенешамали
Оба этих звездных имени — Зубенешамали и Зубенелгенуби — рифмуются с Оби-Ваном Кеноби из «Звездных войн».
Это арабские фразы, означающие Северный коготь (Скорпиона) и Южный коготь (Скорпиона) соответственно. Много тысяч лет назад в древнем Вавилоне эти две звезды когда-то принадлежали к созвездию Скорпиона Скорпиона, и когда-то изображали растопыренные когти Скорпиона.
Видимо, древние греки и римляне перерисовали границы, создав созвездие Весов Весы. Более 2000 лет назад солнце в день осеннего равноденствия сияло перед Весами, баланс символизировал равную продолжительность дня и ночи в день равноденствия.
В настоящее время Солнце находится перед созвездием Девы Девы в день осеннего равноденствия, которое ежегодно приходится на 22 сентября или около того.
В звездных преданиях древних греков созвездие Девы представляет Астрею, богиню справедливости, держащую Весы на Весах и взвешивающую суд над человеческими душами. Считается, что римские граждане ассоциировали Весы с Августом, исполнителем божественного суда.
Zubeneschamali science
Наука помогла Zubeneschamali превзойти своего крупнейшего соперника в Весах, альфа-звезду Зубенелгенуби. Астрономы определили, что бета-звезда Весов значительно ярче, чем ее конкурент Зубенелгенуби.
Тем не менее, эти две звезды Весов кажутся почти такой же яркости, как если бы они были видны с Земли. Почему? Это потому, что Зубенелгенуби находится менее чем на половине расстояния от Зубенешамали. Зубенелгенуби находится на расстоянии 75 световых лет. Зубенешамали находится на расстоянии 185 световых лет.
Собственная яркость Зубенешамали почти в пять раз больше, чем у Зубенелгенуби, и в 130 раз больше, чем у Солнца.