互动科普

在冬天的夜空中特别引人注目的猎户座参宿四是火红色的；闪烁在春天的夜空里的处女座角宿一是蓝白色的；闪烁在冬天的夜空中的金牛座毕宿五是橘红色的。为什么星星有各种颜色呢？

在夜空里自身发光的星星实际上都是和太阳一样的高温气体球，也就是“恒星”。恒星的主要成分是氢。由于高温，氢原子的原子核和电子分离，变成了“等离子体”(plasma）状态。并且，在恒星的中心部分，高速纷飞的原子核互相冲撞、融合，发生着“核聚变反应”，产生巨大的能量。正是由于这种能量，恒星维持着高温（表面温度为几千到几万度）。

一般的高温物体，发出与其温度相应的光，这称为“热辐射”(thermal radiation）现象。高温的碳会发光，也是热辐射。物体温度不断上升时，它的颜色会发生变化，从“红”到“橘红”到“黄”到“蓝或者白”。

也许会令人感到意外，因为通常红色能够让人感到温暖，是暖色，而蓝色会使人感到寒意。但是在热辐射中，红色温度低，蓝色温度高。光是波长越短带有的能量越高。温度越高，发出的光波长越短。红色的光波长长，蓝色的光波长短，所以越是高温越偏向蓝色。

恒星也是由于热辐射发光。它的颜色是由其表面温度决定的。越是偏红的星，它的表面温度越低；越是偏蓝，意味着它的表面温度越高。

（本文发表于《科学世界》2015年第4期）