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星に色があるのはなぜ?目が色を感じるメカニズムと星の光の秘密

星に色があるのはなぜ?目が色を感じるメカニズムと星の光の秘密

天気のいい日の夜に空を見上げると、たくさんの星が見られます。星座を見つけるのが好きだという方もいれば、ただじっと眺めて癒されるという方もいることでしょう。

よく見ると、夜空の星にはそれぞれ個性があることがわかります。明るい星や暗い星、青い星や赤い星……ではなぜ、私たちの目にはこのように違って見えるのでしょう?

今回は、星の個性をさまざまに形づくる色や光について、わかりやすく解説します!

色の違いは波長の違い!目が色を認識するしくみとは

そもそも私たちの目は、赤や青などの色をどのように認識しているか知っていますか?

色の違いは、一言でいうと「光の波長の違い」なのです。私たちの目には、波長の短い光は紫色や青色として、波長の長い光は赤色やオレンジ色として認識されています。

星の色_02
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一方、太陽や蛍光灯、電球などふだん私たちが光源として利用している光は、白に近い色をしています。これはいろいろな波長の光が混ざり合っているためであり、『プリズム(ガラスや水晶など透明な物質でできた三角柱)』に光を通すことで、どのような波長の光が含まれているかがわかります。

太陽光をプリズムに通すと、赤から青や紫までグラデーション状の色が現れます。このように、プリズムによって分解された色の並びを『スペクトル』といいます。

星の色は「表面温度」の違いに注目!

では、星はなぜさまざまな色に見えるのでしょう。

私たちが夜空の星として認識している恒星(太陽のように自分で光ることができる天体のこと)の表面温度は、地球とは違い数千度にものぼります。恒星は、その表面温度によって、どの波長の光をどれくらいの強さで発しているか(スペクトルの構成)が異なります。

先にご説明したとおり、私たちの目は波長の違いを色の違いとして認識します。つまり、「表面温度の違い=星の色の違い」ということができるでしょう。比較的熱い星は青や紫っぽく、反対に、比較的冷たい星は赤っぽく見えます。

星の色_03

実際に観察できる、色のわかりやすい有名な星を2つ紹介します。

表面温度が20,000度を越えると星は青白く輝いて見えるといわれますが、青く見える星として有名なのは、上記写真中央下に見えるおおいぬ座の『シリウス』です。『冬の大三角形』を構成する星として知られています。

反対に、赤い星として代表的なのは、夏の夜に観測できるさそり座の1等星『アンタレス』です。理科の授業で覚えた人も多いのではないでしょうか?

赤い星の表面温度は比較的低く、約3,000度といわれています。アンタレスはその見た目から、『赤星(あかほし)』という和名も持っているそうです。

スペクトルから星の構成要素が分わかる?!

先ほど、「星は表面温度によってスペクトルの構成が異なるため、それぞれ色が違って見える」とご説明しました。実は、スペクトルを観察すると、星がどんな物質からできているかも知ることができます。

星が発する光をスペクトルで観察すると、ところどころ黒っぽい線(暗線)が入っているのがわかります。これを『フラウンホーファー線』といいます。この暗線は、大気中の原子やイオンが特定の波長の光を吸収することによって現れます。

つまり、スペクトルの中でどの位置に暗線が入っているかを調べれば、星を構成する原子がわかるのです。

星の色_04

いかがでしたか?夜空の星を見ると目の筋肉の緊張がほぐれるので、視力が回復するともいわれています。今回ご紹介した星の色や光の秘密のことも思い出しながら、ぜひ夜空の星の観察を楽しんでみてくださいね。

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▼普段はモニターばかり見ているという方は、たまには夜空を眺めてみては?
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〈参考〉
恒星/宇宙の科学
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/uchu/kousei-3.htm
可視光線 – Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%E7%B7%9A
宇宙情報センター / SPACE INFORMATION CENTER :星の明るさと色
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/magnitude_scale.html
星の色と温度
http://www.oao.nao.ac.jp/stockroom/extra_content/story/ippan/kouza/kouza3.htm
光で宇宙もわかる|キヤノンサイエンスラボ・キッズ
http://web.canon.jp/technology/kids/mystery/m_01_06.html
宇宙情報センター / SPACE INFORMATION CENTER :赤方偏移発見に貢献したドップラーとフラウンホーファー
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/doppler_fraunhofer.html
プリズムとスペクトルとは? 色の光の屈折率とは? | 科学をわかりやすく解説
http://wakariyasuku.info/熱・音・光/プリズムとスペクトルとは? 色の光の屈折率と/
星を見ると視力が回復する? | 視力回復まるわかり
http://xn--u8j7eobcu7043chigs2s352g.jp/othermethods/star.html

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