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璀璨星空多奥秘 科幻未来真奇妙——精彩天文show（第3期）太空中的颜色

璀璨星空多奥秘 科幻未来真奇妙

——精彩天文show数字展厅

在广阔无边的天幕之下，颜色不仅是视觉的盛宴，更是自然规律的诗意表达，令人陶醉。从遥远星系中闪烁的星光，到地球两极夜空中舞动的极光，每一种色彩背后都蕴藏着深邃的科学奥秘。

雪原极光

超新星爆发

仰望星空，我们会发现群星并非单一的银白色，而是呈现出蓝色、白色、黄色乃至红色的斑斓光谱。这一现象并非偶然，而是恒星表面温度差异的直接体现。恒星的颜色与其表面温度密切相关。根据黑体辐射理论，可以将恒星近似看作一个理想的黑体，其辐射的电磁波谱随温度变化而变化。高温恒星主要发射短波长的蓝光，低温恒星则以长波长的红光为主。具体而言，像参宿四这样的红巨星，其表面温度约为3000摄氏度，因此呈现出温暖的红色；而天狼星这类蓝白色恒星，表面温度可达9000摄氏度以上，发出耀眼的蓝白光芒；太阳作为一颗黄矮星，表面温度约为6000摄氏度，因此呈现为柔和的黄色。

恒星在赫罗图上的分布示意图。横坐标为恒星的温度(用颜色表示)，纵坐标为恒星光度(以太阳光度为单位)，

黄色线代表太阳的演化轨迹

天鹅座β星，一个具有对比色的双星

这种颜色差异不仅揭示了恒星的温度信息，还反映了它们的生命周期阶段。年轻的、质量较大的恒星通常温度更高，颜色偏蓝；年老的、质量较小的恒星则温度较低，颜色偏红。通过观察恒星的颜色，科学家能够推断出星系的演化历史和恒星形成活动的变化趋势。

天文学家按照颜色和温度划分的7大类主序星恒星：O（蓝色）、B（蓝白色）、A（白色）、F（黄白色）、

G（黄色）、K（橙色）和M（红色）

夜空中的彩虹

如果说恒星的颜色是宇宙深处的低语，那么极光则是地球与太阳之间默契对话的见证。极光在夜空中翩然起舞，如梦如幻，仿佛将天空点燃，展现出五彩斑斓的光辉。极光的形成源于太阳风与地球磁场的相互作用。太阳不断释放出带电粒子流，这些高能粒子在接近地球时受到地磁场的影响，沿着磁力线向两极汇聚。当这些粒子进入大气层并与氧、氮等气体原子发生碰撞时，便激发了原子的能量状态，随后原子在返回基态的过程中释放出特定波长的光子，从而形成了极光。

极光形成原理示意图

不同高度和成分的大气层决定了极光的颜色。当处在地球上空300千米至400千米高度的氧原子，与来自太阳的高能带电粒子相遇时，碰撞的过程使氧原子的核外电子吸收额外能量，但原子结构的特殊性决定了核外电子与原子核之间只能容纳固定大小的能量，超出的部分会被快速释放。氧原子的核外电子所释放出的能量刚好对应红光波长，此时极光看起来就是红色的。

绿色极光，则是来自200千米左右高度的氧原子被次级电子撞击激发时所形成的发光现象。如果来自太阳的高能带电粒子还有能量继续“下冲”，就会与100千米左右高度的氮分子相遇，此时就会产生紫色极光。因此，通常300千米以上的极光以浅红色为主，200千米至300千米的极光以深红色为主，100千米至200千米的极光以绿色为主，100千米以下的极光是蓝色、紫色或多种颜色混合。这些色彩交织在一起，构成了变幻莫测的极光视觉奇观。极光不仅是一种自然美景，也是研究地球空间环境和太阳活动的重要窗口。通过观测极光的形态与频率，科学家可以了解太阳风暴对地球磁层的影响，并预测可能发生的地磁暴事件。

态氧原子形成红色和绿色的极光

电离氮分子形成紫色和蓝色的极光

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