熱い物質は熱さに応じて輝く
鉄のかたまりを熱してみましょう。最初は暗い赤色、次にオレンジ色、そして黄白色になり、最後にはまぶしく輝きます。物質は同じままで、変わったのは温度だけ。それでも色は一連の変化をたどります。星の表面も同じです。熱いガスでできていて、その熱さに応じて輝きます。
熱せられた物体は、1つの波長だけでなく、すべての波長の光を同時に放射します。ただし、それぞれの割合が違います。エネルギーが最大になる波長があり、表面が熱いほど、その最大値は短い波長側へ移ります。赤外線から赤、さらに黄色、青へと移り、紫外線へ抜けていくのです。目はその混ざり合った光を1つの色合いとして受け取り、その色合いはピークがどこにあるかで決まります。
最大値が色になる
波長ごとの輝き：最大値が色を決める
なぜ青い星は赤い星より熱いのか
日常生活では、水道の赤い印は「熱い」、青い印は「冷たい」を意味します。その感覚が、星を見るときには混乱のもとになります。星では逆なのです。赤い色は、表面の熱が足りず、ピークを短い波長へ移せなかった印です。約3000度なら星は赤く、30000度以上なら青く見えます。その間に、ほかの色がすべて収まります。
色から大きさはわかりません。赤いベテルギウスは、白いシリウスが隣にあれば点に見えるほど膨らんだ巨星です。色合いが伝えるのはただ1つ、こちらまで光を届けた表面がどれほど熱かったかです。
この尺度では、太陽は比較的涼しい星です。光の基準のように感じられるのは、近くにあるからにすぎません。表面温度で見ると範囲の下から3分の1ほどに位置し、星座の中で明るく青白く見える点のほとんどは、太陽の2倍以上の温度です。
太陽は約5500度。最も熱い星では、表面が30000度以上まで熱せられています
こうした違いを目で見分けるのは簡単ではありません。色は十分な明るさがあるときにしか見分けられず、光が少ないと、色を感じない網膜の部分が働きます。そのため、星は白い点に見えます。色合いは最も明るい星で現れ、より多くの光を集める双眼鏡を使うと目立ちます。地平線近くの星が虹のようにまたたくのは、その星の色ではなく空気の働きです。空気がプリズムのように光を分けているのです。
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出典
- 仕組みは、熱せられた物体からの熱放射とウィーンの変位則です。温度が高いほど、ピークの波長は短くなります。表面温度はスペクトル分類に基づき、四捨五入しています。温度は絶対温度で表すのが一般的で、これはセルシウス温度と273度違いますが、このような高温では全体像はほとんど変わりません。