聆聽宇宙奧秘:「繁星」有什麼顏色?「太陽」又屬於哪一種?

「聽流行曲,讀宇宙奧妙」(Ep.7)

臨狼
德尼思化雜誌社
7 min readMay 20, 2018

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Yellow

這次的主角是1996年成立的英倫樂隊 Coldplay。在醞釀多年後,在2000年 以單曲 "Yellow" 開始獲得大眾的關注,然後迅速走紅。作為他們的fans當然要把這首成名曲介紹給大家!

Look at the stars. Look how they shine for you.

網上流傳的版本中,歌曲的創作靈感是來源於英國威爾斯的夜空。在樂隊完成歌曲 "Shiver" 的錄製後,他們一起出了戶外休息。而主音Chris Martin 抬頭看到夜空中特別耀眼的星星後,創作出了 Yellow 的首句旋律,並由團中的Bass手 Guy Berryman 填補了首句歌詞。

萬千聽眾被深深這首歌感動了,認為歌曲的旋律非常動聽,而且詞中的含義充滿睿智。事實又是怎樣呢?我們一起聽聽本人怎說。

Chris Martin’s Interview

“Just to try and make everyone in giggle”

Chris Martin 在訪問中講述了他創作這首歌的背景。他表示當時樂隊正在錄音室等待錄製 “Shiver” 。沉悶之際,他用了10分鐘的時間創作了歌曲,想要逗笑所有人。

And everything you do. Yeah, they were all yellow

“But you are saying the stars are yellow”
“ they’re not yellow … they’re in sort of Christmas card"

Chris Martin 也表示天上繁星其實不是全都是黃色的,

“It was a feeling more than a meaning”

而他採用黃色這顏色並沒有特別的意思,只是想表達一種感覺。

天上繁星的色彩是非常豐富的,並不局限於黃色這個顏色。那麼星星可以有什麼顏色呢?星星的顏色又是怎決定的呢?星星之間又有什麼不同呢?

Night sky in Wales

我們先來看看英國威爾斯的夜空。壯麗的星空中,我們能看到有些星星是偏藍色的,有些星星是偏紅色的。星星的顏色最簡單可以分為藍白黃紅,肉眼也能看得出來。

但人們一直不知道天上星星是什麼來的,直至有天文學家看出了星星間的差異,把天空中星星的光度以及顏色記錄後,並按照它們的特徵作出了分類。

丹麥的 Ejnar Hertzsprung
美國的 Henry Norris Russel

圖中的兩位依次在1911年和1913年各自提出了著名的 赫羅圖 Hertzsprung–Russell(HR) Diagram

原本 赫羅圖 的提出只是用作分類天上的發光星體(恆星),但後來經過眾多天文學家的運用,H-R Diagram 讓我們了解到天上繁星的不同之處,並成為了研究 恆星演化 Stellar Evolution 的重要工具。

H-R Diagram

這張就是簡化版本的赫羅圖,當中每一個光點代表着一顆恆星。

圖中的縱軸(Y軸),量度的是恆星的光度,愈低的則暗,而愈高的則愈光。

而橫軸(X軸),量度的則是恆星的溫度。上面的刻度是表面溫度,與平常的不同,愈邊是愈的。下面的刻度則是恒星光谱 Spectral Class,由左至右係OBAFGKM,是溫度既對照。 光譜的背誦口訣是 Oh Be A Fine Girl Kiss Me。

煮食的時候大家可以留意一下,火焰的中心是藍色的、而外圍則是紅色的。因為愈熱的物體發出的光是愈藍的。同樣,圖中愈左邊(較熱)的恆星是愈藍色的,而愈右邊(較冷)的則愈紅。

天文學家發現了恆星群居於 HR-Diagram 內的不同位置,分別是對角線上的主序星 Main Sequence Star、右上角的 紅巨星/超紅巨星 Red Giants/Super Giants,和左下角的白矮星White Dwarfs

科學家經研究後亦發現了恆星的光度 Luminosity 正比於 恆星半徑平方*表面溫度的4次方。

故此得出了完整版的H-R Diagram:

愈位於圖上方的恆星,體積就愈大;
愈位於圖右方的恆星,溫度就愈低,顏色愈紅。

群居於不同位置的恆星有什麼差異呢?

Main Sequence Star

對角線上的 主序星 由大量Hydrogen 以及小量的 Helium 組成。它們的能量,源於核心中將 氫 Hydrogen 合成為 氦 Helium 的核反應。

它們的表面溫度愈熱,光度就隨之愈光。它們色彩多變,視乎星體的大小,紅橙黃白藍都有。恆星們會花生命中約 90% 的時間在主序星之上。

我們的太陽則是一顆位於主序星列中的一顆普通主序星,光度以及溫度只是天上繁星的中游位置。但也是這剛剛好的光亮以及熱度形成了我們精彩的世界。

當恆星中的氫 Hydrogen 全都變成氦 Helium,主序星就會成為 紅巨星。它們的溫度比較低,所以看起來是紅色的。而 氦 Helium 會繼續進行核反應,合成為更重既元素。

由於 紅巨星 位於HR-Diagram的上方,所以可以預計它們的體積較大。圖中是太陽變成紅巨星後的體積示例,可以看到當太陽變成紅巨星後,其體積會覆蓋了地球的軌道。

一顆足夠重的恆星,在紅巨星的最後階段,會整個核心都由鐵 Iron 組成。

Concept Diagram of White Dwarf

白矮星 White Dwarfs 是恆星步進死亡的最後階段。只有小於5個太陽重量的恆星把燃料快用盡時才會形成。

雖然它們很年老,但卻不能小看他們。因為它們藍色的外表,反映出它們極高的表面溫度。它們位於HR Diagram下方,體積較小,但它們的密度極高,地球大小的白矮星,重量可與太陽相等!

How Star Evolve

恆星因其重量的不同,會有不同的一生。生命演化途中射出的一道道光線傳達地球之後,才能形成我們看到的一幕幕壯麗星空。

用生命燃燒出各種光芒的恆星,大概是宇宙間最偉大的藝術家吧~

By 臨狼 20180520

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