為何星星沒有綠色？天文冷知識背后，藏著人眼的視覺魔術！

為什么星星沒有綠色或者紫色的呢？

也許你不知道，我們的太陽，在日落時分也可能會變綠，看上去是一個 「綠太陽」 。儒勒·凡爾納還曾以此為題，寫過一篇小說《綠光（Le Rayon vert）》。

綠光是非常罕見的現象，通常持續不超過 2 秒。

如果先忽略這種大氣層折射對顏色的影響，以及多普勒效應、宇宙膨脹等，我們能看到綠色或紫色的星星么？

簡單地說，做為一個黑體，（在人類看來）星星的顏色是有限的。下圖是（YUV 色彩空間中）假設亮度 Y=0.35 時， 星星在不同溫度下的顏色 ：

這里 沒有綠色，也幾乎沒有紫色 。

所以問題描述的現象是真實存在的。

為什么？

星星的顏色

我們知道，星星并不是一種只會發射單色光的「激光星」，幾乎所有的恒星，都是「廣譜」的，也就是說，它們會發出各種波長的光，從射電波段（無線電）、到紅外、到可見光、到紫外線直到伽瑪射線，波長范圍非常廣。

但 我們人眼，只能看到可見光區的顏色 。

需要注意的是，即使是可見光區，人眼也只是看個大概，因為用來感知顏色的視錐細胞，絕大多數人只有感知 紅、綠、藍 的三種，也就是只能感應 L 長波、M 中波和 S 短波 ，然后大腦將這三個波段結合，形成了顏色的感知。

也就是說，人眼看到的，是可見光區中各個波長的綜合結果。

大家在高中都學過 普朗克定律 ，也就是黑體輻射率與頻率的關系。還有一個就是維恩位移定律，關于這 2 個定律以及黑體的基礎知識，這里就先略了。只需要能回憶起下面這張圖就夠了：

從圖中能看出，不同溫度下的黑體輻射譜是不同的， 隨著黑體溫度的升高，最大光譜強度會向更短的波長移動 。在相對較低的溫度下，最大值位于紅外區間內，并且我們的眼睛看不到輻射。但隨著黑體溫度升高，輻射光譜轉移到可見光范圍內，此可見發射的輻射，表現為黑體開始發光。 溫度越冷的恒星看起來越是偏紅色的，溫度越高的恒星越是偏藍色的。

舉例來說，如果一顆恒星，它很冷，比方只有 3000K，那么它發出的輻射大部分都集中在紅外線波段，那么在可見光波段的尾巴上，便是紅色占大頭兒，幾乎沒有綠色和藍色，所以看上去是紅色的。

如果恒星溫度再高一點，那么雖然它發出的輻射大部分仍是紅外線，但有更多的可見光了，藍色和綠色也多出來了，那么經過人眼和大腦一綜合，認為看到的光是黃色的。

如果恒星溫度再再高一點，那么它發出的輻射的峰值可能會出現在綠色附近（我們的太陽的光譜實際上有一個峰值在大約 500 納米左右，那里正是綠色），那會不會就是綠色的呢？不會，因為前面說過，恒星的光波長的范圍很廣，是「廣譜」的， 當綠色很強時，藍色、黃色、紅色波長的光也很強，在人眼看來，它不是綠色的，而是一種混合的白色。

如果恒星的溫度高得離譜，發出的輻射大都是高能射線，是不是就會在可見光段波呈紫色的呢？不會，人眼看到的將會是藍色。因為在如此超高能量的輻射中，一定也會帶有海量的黃色和紅色。記住，紫色對應的波長比藍色更短，所以當紫色中混入波長更長的紅色和黃色時，人眼會把它看成藍色。這一點與畫水彩畫是不同的， 這是一道生物題，而不是美術題 。

事實上，在人眼能看到的顏色中，恒星的顏色只占了其中非常窄的一部分。

下圖中那個黑色的線，就代表不同溫度下的黑體能呈現的顏色。當然，當恒星的溫度無限熱時，它在人眼中并不會呈現藍色，而是三種視錐細胞都 過曝 了，先是看到刺眼的白色，然后就瞎了。

也就是說，由于綠色處于可見光譜的中間位置，所以「 綠星」實際看上去是「白星」 ；而由于普朗克定律和維恩位移定律，所以 「紫星」實際看上去是「藍星」 ，而這一切的背后，都是人眼對顏色的識別模式決定的。

綜上，在前述的正常條件下，人眼是看不到綠色和紫色的星星的。

補充： 考慮到宇宙塵埃以及大氣散射的影響，星星發出的藍色光更容易被散射，因此它們看起來比實際的顏色會略微偏紅。另外， 構成恒星的化學物質（尤其是金屬）也會影響它的顏色 ，當一個富碳的恒星發光時，它會吸收藍紫色，從而讓恒星變成更加深紅。當然，如果像開頭那樣，創造一個極苛刻的前提條件，什么顏色的星光，都可以搞出來。

「劃重點」：

1. 恒星是廣譜光源，會同時發出紅、綠、藍等多種波長的光 ，人眼最終看到的是這些顏色混合后的綜合結果；

2. 當綠色波段的輻射很強時，其他波段的輻射也很強， 混合后人眼感知為白色，而不是綠色 ；

3. 同理， 極高溫恒星的輻射偏向藍紫色 ，但混入紅黃光后，人眼只會看到藍色，而不是紫色。