天文物理學家發現一顆在人眼中呈現綠色的白矮星,圖為藝術家根據研究繪製的綠星示意照。路透社
天空出現了第一顆綠色的星星!一項最新研究指出,天文物理學家在分析白矮星時,首次發現一顆在人類眼中會呈現綠色的恆星。
所以,也許我們該稱這顆星星為「綠矮星」?
美國有線電視新聞網(CNN)報導,這項研究發表於《英國皇家天文學會技術與儀器》(RASTI)期刊。
研究主要作者、英國華威大學天體物理學家霍蘭茲(Mark Hollands)週四(10/15)指出,儘管對大多數恆星而言,顏色取決於溫度、且僅限於少數幾種色調,但白矮星作為類太陽恆星死亡後的緻密殘骸,卻能發出令人難以置信的豐富色彩。
霍蘭茲說:「一般恆星會有的顏色基本上只有橙色、白色或藍色。」
他說:「我們的發現顯示,對大多數白矮星來說情況也是如此。但在某些特殊案例中,這些恆星外層的物理機制相當奇特,導致它們的光譜出現相當大的偏差。」
這些偏差源於大氣中的氦與微量其他元素之間的交互作用,而元素的含量因白矮星而異,取決於恆星在生命週期中曾與哪些物質發生過交互作用。
霍蘭茲解釋,例如鐵、鎂和鈉這些常見於岩石中的元素,可以在其表面被發現;這可能是附近曾存在行星系統的潛在證據,或者來自「像是一顆靠白矮星太近的小行星」。
他說:「小行星被撕裂粉碎成塵埃,然後這些岩石塵埃與碎片便落到白矮星上。接著那些物質與白矮星外層混合,實際上就可以用來測量那些岩石物質是由什麼組成。」
他補充:「因此我們實際上可以把白矮星當作一種診斷工具,用來實際測量行星物質的化學成分。」
加州大學聖地牙哥分校天文與天體物理學教授布爾加瑟(Adam Burgasser)表示:「這顆白矮星正在拆解行星,而我們能夠看見那顆行星內部到底有什麼、也就是不同元素的比例,這為我們提供了這些行星如何形成的線索。這就像是一個犯罪現場,我們正在拼湊手邊僅存的證據,這讓我們得以拼湊出在久遠歷史中,那顆行星曾是什麼模樣,以及它是如何構成的故事。」
在這項研究中,霍蘭茲檢視了距離地球約65光年以內的151顆已知白矮星。
他表示,至於那顆綠色的恆星,主要存在的元素是鈣、鈉和鋰。
未參與研究的布爾加瑟表示:「這有點激發我進一步研究該天體的興趣,探討為什麼它會有如此多的物質吸附在表面。這能夠激勵大眾以及科學家,進一步了解這個樣本中一些可以說是較為極端的天體。」
霍蘭茲補充,另有一顆引人注目的恆星則「幾乎呈現鮭魚粉色」,這是由於存在高密度的碳分子所致。
雖然人類從地球上無法直接用肉眼看見白矮星,但科學家能夠利用恆星光譜數據計算出它們的顏色。研究人員將這個光譜定義為「星光依波長分解時產生的『指紋』,就像稜鏡將陽光分解成彩虹一樣」。
未參與研究的賓州州立大學斯克蘭頓分校天體物理學家兼物理學教授阿涅思•金(Agnès Kim)表示,關於綠色恆星的觀測是基於現有數據,可能不會對白矮星帶來全新的理解,但這項研究確實為這些天體提供一種引人入勝的研究方法與視角。
金在電子郵件中寫道:「對我而言,進行一項從光譜延伸至人類肉眼所見的研究,是物理學與生物學之間一個很酷的交會點。如果距離夠近讓我們能看見,其中一些在我們眼中會呈現綠色,更棒的是有些看起來還會是粉紅色,我很喜歡這個發現。」
布爾加瑟補充,該研究利用溫度與大氣特性進行的分類架構,對該領域未來的發展會很有用。
布爾加瑟說:「有些天體帶點紫粉色,有些則偏綠和偏藍。我們在天文學中一直都在進行天體分類,而這種分類方式讓我們能夠聚焦於:為什麼這些類型的天體會呈現這些顏色,以及它們是否根據其組成成分而彼此相關?我們雖然以其他形式掌握這些資訊,但我認為這或許是一種組織這些數據的簡化方式。」
接下來,霍蘭茲計畫繼續分析更多白矮星的光譜。隨著科學技術的進步,意味著研究人員將能夠檢視距離地球更遠的新一批恆星。
他說:「我們知道有些白矮星目前還沒有光譜資料,但這一切即將改變,因為有相當多的光譜巡天計畫即將開始提供數據。」
霍蘭茲說:「我們獲取光譜數據的白矮星數量將增加10倍。因此如果我們幸運的話,或許會從1或2顆綠色白矮星增加到10或20顆。」