罕見的紫星

晴朗的夜晚，我們抬頭看夜空，可以看到繁星點點。仔細觀察，可以看到有的發黃，有的發紅，有的發青，卻極少能看到紫色的星星。這是為什麼呢？

被遮住的紫光

要了解這一點，我們首先來看看紫色光的特點。

我們眼睛所看到的光的顏色，是由光源輻射出的電磁波的波長決定的。大多數人的眼睛可以感知的波長在400納米到760納米之間，也有少數人能感知到380納米到780納米之間的電磁波。在彩虹的七種顏色中，紅光波長最長，為622納米到770納米之間，接下來依次遞減，紫光波長最短，為350納米到455納米之間。當不同波長的光相交在一起時，短波長的光容易被長波長的光覆蓋。也就是說，紫色光最容易被其他顏色的光覆蓋。

常見的例子是鉀離子的焰色反應。透過藍色鈷玻璃，我們可以看到金屬鉀在空氣中燃燒的火焰是紫色的，這也是鉀離子焰色反應的本色。但是，如果不透過藍色鈷玻璃觀察，我們看到的火焰會是黃色的，這是由於鉀的化合物中常混有鈉的化合物,而鈉離子燃燒的火焰顏色是黃色的，波長較長的黃色掩蓋了波長較短的紫色，所以要觀察到紫色火焰，需要用藍色鈷玻璃濾去黃光。

恆星分類

那麼，天空中星星的紫光，也是被其他波長較長的光遮住了嗎？

事實上，雖然在天文學辭彙中，紫色星辰並不令人陌生，太空中和地球上一樣有許多物質是紫色的，但目前為止天文學家們還沒發現過真正發出紫光的星星。

原因是，我們所能看到的星星大部分是恆星，恆星由於溫度不同，輻射出的光的顏色也不同：溫度越低，電磁輻射的波長越長，可見光的顏色越趨於紅色，而溫度越高，則越趨於紫色。天文學家將恆星按可見光光譜特徵分類，最低溫的恆星肉眼看起來是橙紅色，其次是橙黃色，再者是黃白色、白色和藍白色，而最高溫的是藍色。所有我們能看見的恆星顏色在光譜中構成了一條叫做「普朗克軌跡」的曲線，而這條曲線上，並不存在紫色恆星。

有一種說法支持紫光被遮蓋說，這種說法認為由於發出紫光的恆星也發出藍光，而波長較長的藍光遮蓋了紫光，因此，人眼主要感知到的是藍光。但是，如果恆星本身發出的是紫光，科學家應該給紫色恆星一個分類才對，就像科學地說明鉀離子的焰色反應實際發出的是紫光而不是我們看到的黃光一樣。另外，普朗克軌跡是由一個函數表達式計算出來的軌跡，目前科學家甚至都還沒發現屬於這條軌跡末端溫度最高分類的O0和O1恆星,即接近湖藍色的恆星，就更不用說紫色的恆星了。

為什麼會看到紫星

但是，用天文望遠鏡仰望星空，我們會發現仙后座有這樣一對雙星，其中的主星是一顆明亮的白色星，而輔星顯現出丁香紫色。在其他情況下，也偶然會聽到有人說看到了紫色的星星。那麼，究竟是天文學家的分類漏掉了處於紫色光譜的恆星，還是這些人看錯了呢？

首先，天文學家指出，其實仙后座的這顆星本身所發的光並不是紫色的，而是淡藍色。之所以我們看到了丁香紫，是「同時色彩對比」所造成的錯覺。同時色彩對比，是指當兩種顏色同時並置在一起時，雙方都會把對方推向自己的補色，比如：紅和綠並置，紅的更紅，綠的更綠；黑和白並置，黑的更黑，白的更白。我們會觀測到丁香紫色，其實是雙星並置時，眼睛在其主星白光的強烈對比下受到欺騙，輔星顯現出丁香紫色。當這對雙星的相對位置換一個角度發生變化時，我們就不會觀測到丁香紫，而是淡藍色了。

其次，從我們眼睛對色彩的感知來分析其他紫星的可能情況。人的視網膜中存在兩種感光細胞，桿狀細胞和錐狀細胞。桿狀細胞只能接收微光，不能分辨顏色，在夜晚處於活躍狀態。錐狀細胞中有不同摺疊方式的視蛋白，可以對不同波長的光產生感光信號，傳遞給大腦後形成我們的顏色認知。人類有三種視蛋白，所以錐狀細胞也分為接收短波長的短錐細胞（分辨藍色）、接收中波長的中錐細胞（分辨綠色）和接收長波長的長錐細胞（分辨紅色）。所以，就像人與人不會有兩個同樣的指紋一樣，我們的視覺體驗也是高度主觀，獨一無二的。所以，如果我們聽別人說他們看見了紫色的星星，那也有可能是真的。

最後，不要忘了這些星光到達我們的眼睛，經歷了多麼漫長的歷程。除了時空彎曲和引力作用，地球的大氣層和望遠鏡鏡片的顏色都會影響光的顏色，就連太陽，也會有從早晨的鹹鴨蛋黃，到中午的雪白，再到落日前的暗紅的顏色變化，何況是其他更遙遠的星星呢。

本文源自大科技〈科學之謎〉 2018年第2期雜誌文章 歡迎您關注大科技微信公眾號：hdkj1997

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