表面約4000度の燃えつきた星は、近くで見れば「緑色」に見えると計算された

夜空の星は、よく見ると色がちがいます。オリオン座のベテルギウスは赤っぽく、シリウスは少し青白く見えます。でも、緑色に見える星は、ふつう見当たりません。2021年の研究でも、太陽のようにふつうに輝く星の中に、黄色・緑・水色・紫に見える星はないと計算されていました。

ところが、燃えつきた星「白色矮星（はくしょくわいせい）」の中に、近くで見れば黄緑色に見える星がありました。イギリスのウォーリック大学などのチームが、星の光を「人の目に見える色」に直して計算した結果です。その星の表面は約4000度。約48光年先には、サーモンピンクに見える星もありました。

なぜ今まで分からなかったのでしょう。白色矮星は暗く、肉眼では見えません。望遠鏡を使っても、暗い光では人の目は色をうまく見分けられません。そこでチームは、星の光を色ごとに分けたデータ（スペクトル）から、色を計算で出しました。

01ふつうの星の色は、温度でほぼ決まる

熱い物体が出す光の色は、温度で変わります。温度が低いと赤からオレンジ、上がると白、もっと上がると青白になります。温度で決まるこの色の並びに、緑は入っていません。

ふつうに輝く星の色も、この並びからほとんど外れません。だから星の色は、オレンジ・白・青白のどれかになります。太陽も、計算するとほぼ白でした。

02燃えつきた星の大気は、水ほどの濃さになる

白色矮星は、太陽のような星の多くが一生の終わりに残す、小さくて密度がとても高い星です。輝き終えたあとは、何十億年もかけてゆっくり冷えていきます。

冷えた白色矮星の大気は、ぎゅっと押し縮められています。いちばん冷えた星では、1立方センチあたり約1グラム。水とほぼ同じ濃さです。

この濃い大気にナトリウムやカルシウム、炭素がまざると、元素がふだんよりずっと広い範囲の色の光を吸うようになります。吸われた色が抜けると、残った光の色が変わります。

03黄緑の星：オレンジと紫の光が吸われていた

チームは、ふつうとはちがう光の吸われ方をする白色矮星を87個選びました。色の計算には、人の目がそれぞれの色の光にどれだけ反応するかを数字で表した基準を使います。この基準は、1931年に国際的に決められたものです。これを使って、星の光をパソコン画面で出せる色に直しました。

いちばん変わった色を見せたのが「WD J1330+6435」です。表面温度は4240K（ケルビン）です。ケルビンは温度の単位で、セ氏に直すと約4000度。太陽の表面より1500度ほど低い星です。大気はほとんどヘリウムで、ナトリウムとカルシウム、リチウムがまざっています。

ナトリウムはオレンジの光を、カルシウムは紫の光を、広い範囲で吸います。紫の側とオレンジの側が削られた結果、残った光は緑のあたりが最も強くなりました。光の色は波の長さ（波長）で決まり、そこは波長500ナノメートル（1ミリの2000分の1）あたりの光です。計算された色は、黄色がかった明るい緑「シャルトルーズグリーン」です。

論文には「知る限り、緑色に見えると言われた星はほかにない」と書かれています。星で緑色が出る方法として知られているのは、今のところ白色矮星だけだというのです。

ほかに、もっと淡い緑に見える星も2つありました。そして、同じくらいの温度（約4000K）なのに、あざやかな青に見える星もありました。ナトリウムがさらに多く、目に見える光のうち真ん中あたりの色をほとんど消してしまった星です。ふつうの星なら、4000Kはオレンジ色の温度です。

04ピンクの星：炭素が紫から黄色の光を吸っていた

もう1つ目立ったのが「WD J1011+2845」です。地球から約48光年の近くにあり、表面温度は約4300Kと推定されています。

この星の大気では、炭素の原子が2つくっついた分子が光を強く吸います。400〜600ナノメートル（紫から黄色のあたり）の光は大きく弱まります。目に届く光の大部分は、オレンジから赤の光になりました。

計算された色は、濃いサーモンピンクです。論文は、人の目に見える色で比べると、知られている星の中で最も赤い星だろうと書いています。

05近くの152個は、平均すると「ちゃんと白」だった

では、白色矮星はみんなカラフルなのでしょうか。チームは、太陽から約65光年以内にある白色矮星152個を、1つ残らず計算しました。明るさで選ばず、この範囲のものを全部数えたので、かたよりの少ない調べ方です。

ふつうの星の色の並びから大きく外れたのは、5個だけでした。黄色が2個、ピンクが3個で、全体の約3%です。ピンクの1つは、さきほどの WD J1011+2845 でした。

残りの147個の色を「色温度」で並べました。色温度は、その色に最も近い熱い物体の温度です。真ん中の値（中央値）は6768Kでした。パソコン画面の「白」の基準（6504K）と、ほとんど同じです。

図鑑やイラストでは、白色矮星は青白く描かれがちです。でも平均すると、名前のとおり白でした。明るい星から順に見つける調べ方では、熱くて青白い白色矮星が多く入りやすい、と論文は説明しています。

なお、黄緑の WD J1330+6435 は、この152個には入っていません。変わった色の候補として、別に選んだ星です。

06地球から見ても、緑には見えない

ここで計算したのは「星が点ではなく、丸い形に見えるほど近づいたら何色に見えるか」です。太陽のほかに、そこまで近くで見られる星はありません。夜空を望遠鏡で探しても、緑の星は見つからないのです。

明るさも、画面では再現できません。論文は、いくつかの星について、丸く見える星の中心の明るさも計算しました。計算した中で最も暗い星でも、ふつうのパソコン画面のいちばん明るい白の数十万倍以上です。論文の絵は、色だけを正しく見せたものです。

計算にも限界があります。WD J1330+6435 の観測データは雑音（測定のぶれ）が多く、本当の色は少しずれているかもしれません。ただ、チームが2021年に別の方法で作った計算でも、似た黄緑になりました。また、変わった星の87個はわざと選んだもので、白色矮星全体の割合は表していません。

07緑色のもとは、惑星の地殻のかけらかもしれない

白色矮星の大気のナトリウムやカルシウムは、どこから来たのでしょう。今では、星のまわりにあった小惑星や彗星のかけらが落ちてきたものと考えられています。大気にこうした元素がまざった白色矮星は、2000個近く見つかっています。

2021年の研究では、WD J1330+6435 を含む4つの冷えた白色矮星の大気から、リチウムが見つかりました。リチウムとナトリウム・カルシウムの割合から、4つとも惑星の「地殻」のかけらを取り込んだ可能性が高いと報告されています。地殻は、惑星のいちばん外側をおおう岩の層です。

この星の黄緑色は、かつて惑星の地殻だったかもしれない物質が作っている色なのです。燃えつきた星に物が降る話は、燃えつきた星に降る不思議な材料でも紹介しました。

08まとめ

ふつうの星の色は、オレンジ・白・青白の並びにほぼ収まります。燃えつきた星では、濃い大気にまざった元素が光の一部を大きく削り、黄緑やサーモンピンクに見える星が生まれていました。

それでも近くの白色矮星を全部数えると、変わった色は約3%で、平均は白でした。冷えた白色矮星をもっと多く調べれば、あざやかな緑や水色の星がほかにも見つかるかもしれないと、チームは書いています。