Green, pink and purple: Astronomers reveal the surprising true colors of white dwarf stars

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白色矮星は「白い」とは限らず、大気の組成と密度によって緑・ピンク・紫などの色を見せる可能性があることが、ウォーリック大学の研究で示された。元記事は、ヒトの色覚モデルに通した分光データから、特に緑色に見える白色矮星が初めて確認されたと報じている。

白色矮星はかつて、表面温度に応じて橙・白・青白の色になる「完全黒体」と同じ法則に従うと考えられてきた。最初に見つかった白色矮星が高温で白や青白く光ったことから名付けられたが、研究チームは、その前提を見直す必要があると指摘する。鍵になるのは密度だ。最も低温の白色矮星の大気は約1g/cm³に達し、太陽の光球の数百万倍の密度になる。この条件では、炭素やカルシウム、ナトリウムといった微量元素が周囲の高密度ヘリウムプラズマと相互作用し、低密度の場合より広い波長域の光を吸収する。その結果、色が黒体の橙・白・青から外れる。観測では、恒星の分光スペクトルを既存の天文観測データから求め、それを人間の色覚モデルに通して色を算出した。

この結果は、白色矮星の色の分布についての理解を変えうる。炭素に富む白色矮星はピンクや紫になりやすく、小惑星や彗星の残骸で汚染された星は黄色を帯びる傾向があるという。水素とヘリウムが混じった大気の冷たい個体では、水素分子とヘリウム原子の衝突によって、シアンや淡い青の色合いが出ると説明されている。研究チームは、20パーセク以内にある151個の白色矮星のうち5個が特異な色を示し、おおよそ30個に1個の割合で珍しい色の星が存在しうると見積もっている。一方で、大多数の中央値の色温度は約6,800ケルビンで、人間の目には白く見えるという。天文学では明るい青白い白色矮星が遠くからも観測されやすく、サンプルが偏りやすいという指摘もある。これらを踏まえると、天文学の観測データを扱う際には、色の前提を一律に置かないことが重要になると考えられる。

宇宙産業にとっては、天体観測の解釈と将来の観測計画に影響がありうる点が意味を持つ。分光データから色や化学組成を読み取る手法が洗練されれば、望遠鏡の観測設計や、データ処理ソフトウェアの仕様にも反映される可能性がある。ただし、白色矮星は地上の製造業と直接の関係が薄い天体であり、今回の研究が部品や材料の需要を生むとは記事からは読み取れない。

日本の製造業やその部品サプライヤーにとっては、直接の受注につながる話ではないものの、高精度の光学系や分光計測機器を扱う企業には関心の対象になりうる。とくに、微量元素の吸収を正確に捉えるには、検出器やフィルターの波長特性が重要になる。こうした精密光学部品や計測装置の分野で技術を持つ企業は、天文観測機器の調達に関わる可能性があると考えられる。

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