星星的颜色，是它们温度和年龄的密码
在夜晚抬头仰望过天空中闪烁的星星？它们有着不同的颜色？有些是红色的，有些是蓝色的，有些是白色的，还有些是黄色的。这些不同颜色的星星究竟有什么区别呢？它们是否代表了不同的年龄、大小或者距离呢？
其实，星星的颜色主要取决于一个因素，那就是它们的表面温度。我们知道，物体发光是因为它们受到了热激发，而热能又和光能之间有着密切的关系。物体发出的光能随着温度的升高而增加，而光能又可以分解成不同波长和频率的光子。不同波长和频率的光子对应着不同颜色的光。我们可以用一个物理学上的概念来描述这种现象，那就是黑体辐射。
黑体辐射是指一个理想化的物体，它能够吸收所有照射在它上面的光线，并且根据自身温度发出连续谱的辐射。黑体辐射有一个特点，就是它发出的光谱随着温度变化而变化。当温度较低时，黑体辐射主要集中在红外区域，也就是我们看不见的热辐射；当温度升高时，黑体辐射逐渐向可见光区域移动，并且从红色开始变化为橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色等；当温度再高时，黑体辐射又向紫外区域移动，并且变得更加强烈。
恒星就像一个巨大的黑体，在太空中发出强烈的辐射。恒星表面温度越高，它发出的光谱就越偏向于高频率和高能量的蓝紫光；恒星表面温度越低，它发出的光谱就越偏向于低频率和低能量的红橙光。因此，我们可以通过观察恒星的颜色来判断它们的表面温度。
恒星表面温度又取决于什么呢？这里就涉及到恒星内部发生的核反应了。恒星内部由于巨大的压力和温度，会使得氢原子核聚变成为氦原子核，并且释放出大量的能量。这些能量会向外传递，并且形成恒星表面所看到的光芒。恒星内部核反应速率越快，释放出来的能量越多，表面温度也就越高；反之则越低。
恒星内部核反应速率就涉及到恒星本身具有多少质量了。质量越大的恒星，在其内部产生了更大的压力和温度，从而使得核反应更加剧烈和快速。因此，质量越大的恒星通常也就表面温度更高，颜色更偏蓝。相反，质量越小的恒星，则核反应更加缓慢和平稳，表面温度也就更低，颜色更偏红。
但是，并不是所有恒星都遵循这样简单的规律。有些恒星在经历了一定时间后，会进入一些特殊的阶段或者状态，从而改变了它们原本应该有的颜色。例如：
红巨星：这是一种已经耗尽了内部氢燃料，并且开始膨胀和冷却的老年恒星。虽然它们原本可能是中等或者高质量的恒星，但是由于膨胀导致表面积增加和密度降低，它们表面温度会下降到3000K左右，并且呈现出红色。例如参宿四、天琴座α等。
白矮星：这是一种已经完全耗尽了内部燃料，并且剥离了外层气壳后留下来核心残骸的死亡恒星。虽然它们原本可能是中等或者低质量的恒星，但是由于压缩导致密度极高，并且保留了之前核反应产生的热能，它们表面温度会高达10000K以上，并且呈现出白色或者蓝白色。例如天鹅座61号等。
脉冲星：这是一种已经经历了超新星爆发后留下来快速自转并且放射电磁波信号的中子星。虽然它们原本可能是非常高质量和高温度的恒星，但是由于爆发后失去了绝大部分物质，并且只剩下极小半径和极高密度（约为原子核密度） 的中子组成球体（约为10公里），它们表面温度会降低到6000K左右，并且呈现出暗红色或者棕色。例如蟹状星云中心等。
星星的颜色原来也与科学有着紧密的联系，我们在夜晚仰望星空时也想一想为什么星星是这个颜色吧！