对于大多数恒星来说，颜色与温度密切相关。较冷的恒星呈现橙色，像我们太阳这样的恒星看起来是白色的，而最热的恒星则发出淡蓝色的光芒。这种关系类似于加热一块铁，随着温度升高，它会从红色变成橙色，最终变成白色。
白矮星是类似于我们太阳的恒星留下的超高密度残骸，长期以来人们一直认为它们遵循同样的规律。事实上，它们之所以得名“白矮星”，是因为最初发现的样本异常炽热，呈现出白色或淡蓝色。然而，科学家现在发现，这些恒星残骸可以产生范围广得多的颜色。
这项发表在《皇家天文学会技术与仪器》（RASTI）上的研究表明，如果能从足够近的距离观察，一些白矮星看起来会与普通恒星截然不同。
“大多数恒星，包括大多数白矮星，其表现就像‘完美辐射体’，因此它们的颜色几乎完全由温度决定。但以前没有人真正研究过白矮星还可能呈现什么其他颜色，”领导这项工作的华威大学天文学与天体物理学小组的华威奖研究员马克·霍兰兹（Mark Hollands）博士说。“事实证明，这些密度极高的恒星能够产生没人预料到的颜色，其中一些确实让我感到惊讶。”
为什么一些死星会发出意想不到的颜色
解释在于白矮星大气层的极高密度。在这些最冷的恒星中，大气物质的密度可以达到约1克每立方厘米，与水相当，比太阳的可见表面（即光球层）密度高出数百万倍。
在这些极端条件下，少量的碳、钙和钠等元素会与周围的氦等离子体发生相互作用。这些相互作用使得这些元素能够比在密度较低的环境中吸收范围广得多的光波长。
因此，从白矮星逃逸出的光可以呈现出仅凭温度通常无法预期的颜色。这些恒星中的一些不再呈现橙色、白色或蓝色，而是发展出完全不同的色调。
由于没有任何一颗白矮星距离地球近到足以让天文学家用肉眼直接分辨其颜色，研究人员利用星光的测量数据来确定每颗恒星的外观。
他们分析了恒星光谱，这是将光分离成其组成波长而产生的，就像棱镜将阳光分成彩虹的颜色一样。每个光谱都像一个独特的指纹，揭示了恒星的温度和化学成分信息。
通过人类颜色视觉模型处理这些测量数据，研究团队计算出了人们实际感知到的颜色。这种方法表明，光谱数据不仅能揭示恒星包含的成分及其温度，还能揭示其真实的视觉外观。
天文学家发现首颗已知绿色恒星
当研究人员观测全天区的白矮星时，他们发现可以根据大气层的化学成分将这些恒星分为几个颜色组。
含有大量碳的白矮星通常呈现粉色或紫色。另一些白矮星则积累了来自被摧毁的小行星和彗星（曾经围绕它们运行的行星系统残骸）的物质，它们往往呈现黄色。
大气层同时含有氢和氦的较冷白矮星会呈现出青色或淡蓝色。当氢分子在这些恒星内部的巨大压力下与氦原子发生碰撞时，就会产生这种效应。
也许最引人注目的发现是WD J1330+6435，这是一颗温度约为4000摄氏度的白矮星。
随着时间的推移，这颗恒星吸引了来自其原行星系统的岩石碎片，将钙、锂和钠引入了其大气层。根据研究人员的计算，这些元素赋予了这颗恒星独特的黄绿色外观。
据该团队所知，无论是仍在进行核聚变的恒星还是已经死亡的恒星，此前都从未被确凿地认定为真正的绿色。这使得WD J1330+6435成为银河系中已知的首颗绿色恒星。
霍兰兹博士补充说：“这颗白矮星大气中的微量钠吸收了光谱中的橙色部分，留下了一种幽灵般的绿色光芒。想象一下站在一颗行星上仰望一颗绿色的恒星。这感觉就像是科幻小说里的东西。”
一颗可能是迄今发现最红的死星
在颜色光谱的另一端，天文学家发现了另一颗非凡的白矮星，它可能是迄今记录在案的最红的恒星。
这颗被称为WD J1011+2845的恒星残骸距离地球仅48光年。它有一个很深的对流区，能将碳从其内部输送到表面。
碳分子到达表面后，会显著改变从恒星逃逸的光的波长。它几乎所有的光都转移到长于600纳米的波长上，产生了一种异常深的鲑粉色外观。
由此产生的颜色与普通恒星中通常观察到的任何颜色都不同，使得WD J1011+2845成为另一个引人注目的例子，表明白矮星不寻常的化学特性如何重塑其外观。
这些颜色异常的恒星有多普遍？
为了确定这些引人注目的颜色是罕见的例外还是更大规律的一部分，研究人员还检查了距离地球20秒差距（约65光年）内的151颗白矮星代表性样本。
在这些恒星中，有五颗具有异常颜色。两颗呈黄色，三颗呈粉色。
基于这些结果，研究人员估计，整个宇宙中大约每30颗白矮星中就有一颗可能呈现出意想不到的颜色。虽然这代表了一个相对较小的比例，但它表明宇宙中存在着数量惊人的颜色奇特的恒星残骸。
其余146颗恒星使用一种称为色温的测量方法进行了检查。这描述了物体的颜色与特定温度下理想辐射体的颜色相比如何。同一概念通常用于表征家用照明，例如标有（3000K的“暖白光”，6000K的“冷白光”）的灯泡。
研究人员发现，这些白矮星的色温中位数约为6800开尔文，对应于人眼看起来呈白色的光。
这一发现也挑战了白矮星通常呈蓝色的普遍印象。更热、更蓝的白矮星发出更多的光，在更远的距离上仍然可见，这使得它们在根据亮度选择恒星的巡天观测中不成比例地常见。
当天文学家转而检查更具代表性的邻近恒星群时，典型的白矮星终究还是白色的。
华威大学物理系的鲍里斯·根西克（Boris Gänsicke）教授说：“三十分之一听起来可能不算很大的比例，但在整个宇宙的白矮星总数中，那仍然意味着存在大量颜色奇特的恒星。然而，如果我们取一个具有代表性的白矮星群体的中位数，我们发现普通的白矮星确实是白色的。”