Kod för åtkomst till webbplatsen
Gå ut en mörk, månlös natt. Titta upp. Är det december eller januari? Kolla in Betelgeuse, som lyser dystert rött vid Orions axel, och Rigel, som lyser laserblått vid hans knä. En månad senare rider den gula Capella högt i Auriga.
Är det juli? Hitta Vega, en safir i Lyra, eller Antares, det orangeröda hjärtat i Scorpius.
I själva verket kan du när som helst på året hitta färger på himlen. De flesta stjärnor ser vita ut, men de ljusaste visar färg. Röda, orange, gula, blå… nästan alla regnbågens färger. Men hej, vänta ett ögonblick. Var finns de gröna stjärnorna? Borde vi inte se dem?
Nej. Det är en mycket vanlig fråga, men i själva verket ser vi inga gröna stjärnor alls. Här är varför.
Ta en blåslampa (bildligt talat!) och värm upp en järnstång. Efter ett ögonblick kommer den att glöda rött, sedan orange och sedan blåvitt. Sedan kommer den att smälta. Använd hellre en grytlapp.
Varför glöder den? All materia över temperaturen för den absoluta nollpunkten (cirka -273 Celsius) kommer att avge ljus. Mängden ljus som den avger, och framför allt ljusets våglängd, beror på temperaturen. Ju varmare föremålet är, desto kortare våglängd.
Kalla föremål avger radiovågor. Extremt heta föremål avger ultraviolett ljus eller röntgenstrålar. Vid en mycket snäv temperatur kommer heta föremål att avge synligt ljus (våglängder från cirka 300 nanometer till cirka 700 nm).
Men tänk på – och detta är avgörande om en minut – att föremålen inte avger en enda våglängd av ljus. Istället avger de fotoner i ett antal olika våglängder. Om du skulle använda någon form av detektor som är känslig för de våglängder av ljus som avges av ett objekt, och sedan plotta antalet av dem mot våglängden, får du en skev plott som kallas för en svartkroppskurva (skälet bakom det namnet är inte viktigt här, men du kan slå upp det om du bryr dig – ställ bara in din SafeSearch-filtrering på "on". Lita på mig här). Det är lite som en klockkurva, men den skär av kraftigt vid kortare våglängder och slutar vid längre våglängder.
Här är ett exempel på flera kurvor, som motsvarar olika temperaturer hos objekt (hämtat från föreläsningsanteckningar online vid UW:
X-axeln är våglängden (färgen, om man så vill) färgen och spektrumet av synliga färger är överlagrat som referens. Du kan se den karakteristiska formen för svartkroppskurvan. När objektet blir varmare förskjuts toppen till vänster, till kortare våglängder.
Ett objekt som är vid 4500 Kelvin (cirka 4200 Celsius eller 7600 F) toppar i den orange delen av spektrumet. Värm det upp till 6000 Kelvin (ungefär solens temperatur, 5700 C eller 10 000 F) och det toppar i den blågröna delen. Om du värmer upp den ännu mer flyttas topparna in i det blå, eller till och med mot kortare våglängder. Faktum är att de varmaste stjärnorna sänder ut det mesta av sitt ljus i ultraviolett, vid kortare våglängder än vad vi kan se med våra ögon.
Vänta nu ett ögonblick (igen)… om solen har sin topp i det blågröna, varför ser den då inte blågrön ut?
Ah, det här är den viktigaste frågan! Det beror på att den kanske toppar i det blågröna, men den avger fortfarande ljus i andra färger.
Se på grafen för ett objekt som är så varmt som solen. Den kurvan toppar vid blågrönt, så den avger de flesta av sina fotoner där. Men den avger fortfarande några som är blåare och några som är rödare. När vi tittar på solen ser vi alla dessa färger blandade med varandra. Våra ögon blandar ihop dem till en enda färg: vit. Ja, vit. Vissa människor säger att solen är gul, men om den verkligen var gul för våra ögon skulle molnen se gula ut och snön också (alltihop, inte bara en del av den på bakgården där hunden hänger).
Okej, så solen ser inte grön ut. Men kan vi mixtra med temperaturen för att få en grön stjärna? Kanske en som är något varmare eller kallare än solen?
Det visar sig att nej, det går inte. En varmare stjärna kommer att sända ut mer blått och en kallare stjärna mer rött, men oavsett vad så kommer våra ögon helt enkelt inte att se det som grönt.
Felet ligger inte i stjärnorna (ja, inte helt och hållet), utan hos oss själva.
Våra ögon har ljuskänsliga celler i sig som kallas stavar och tappar. Stavarna är i princip ljushetsdetektorer och är blinda för färg. Kottar ser färg, och det finns tre typer: de som är känsliga för rött, andra för blått och den tredje för grönt. När ljus träffar dem utlöses var och en av dem av olika mängd; rött ljus (t.ex. från en jordgubbe) gör verkligen de röda kottarna aktiva, men de blå och gröna kottarna är ganska blas&akuta.
De flesta föremål avger (eller reflekterar) inte en enda färg, så kottarna utlöses av varierande mängder. En apelsin, till exempel, får igång de röda kottarna ungefär dubbelt så mycket som de gröna, men låter de blå kottarna vara ifred. När hjärnan tar emot signalen från de tre kottarna säger den "Detta måste vara ett objekt som är orange." Om de gröna kottarna ser lika mycket ljus som de röda, och de blå kottarna inte ser någonting, tolkar vi det som gult. Och så vidare.
Det enda sättet att se en stjärna som grön är alltså att den bara avger grönt ljus. Men som du kan se i grafen ovan är det i stort sett omöjligt. En stjärna som huvudsakligen sänder ut grönt ljus kommer också att sända ut mycket rött och blått ljus, vilket gör att stjärnan ser vit ut. Om man ändrar stjärnans temperatur kommer den att se orange, gul, röd eller blå ut, men det går helt enkelt inte att få grönt. Våra ögon ser det helt enkelt inte på det sättet.
Det är därför det inte finns några gröna stjärnor. De färger som avges av stjärnor tillsammans med hur våra ögon ser dessa färger garanterar det i stort sett.
Men det stör mig inte. Om du någonsin har satt ögat mot ett teleskop och sett den glänsande Vega eller den rödaktiga Antares eller den djupt orange Arcturus, kommer du inte heller att bry dig särskilt mycket om det. Stjärnor finns inte i alla färger, men de finns i tillräckligt många färger, och de är fantastiskt vackra på grund av det.
Notera: detta är inte slutet på historien. Det finns gröna objekt i rymden, och vissa stjärnor verkar gröna… men det är för ett annat inlägg, som kommer snart. Löfte.