星の瞬きで、色は変わるのでしょうか？

Question

先ほど、北東の低い位置にキラキラ光るきれいな星（星座早見板で観るとカペラらしい）が有るのですが、七色にきらめきながら光って見えます。
双眼鏡で観ても、肉眼で観ても瞬くたびに色が変わっているように見えます。
Ｗｅｂ検索で調べてみたのですが、重星であり、１０４日周期で回っている事は解ったのですが、どうしてこの星だけそんなふうに見えるか解りませんでした。
その近くの星は瞬きはしますが、色は変わって見えませんでした。
タダの空気による光の屈折なんですかね？
では、なぜ他の星は色が付かないの？と言う疑問が・・・
誰か教えて下さい。

robking · Accepted Answer

いつも七変化するのか、それともその日だけそうなのか分かりませんが、思いつく可能性をあげます。私もそれっぽい感じの星を見た事があったような・・・。

私もその原因は屈折だと思います。空気の濃淡が、プリズムのように働くからかでしょうか。だとすると、空気の濃淡は常に一定では無いですから（揺らぎ）、たまに赤以外の波長の光が拡散されて（要するに赤が見える）、時に青が目に届いて・・・。それが速い周期でおこるからキラキラ。カペラのまたたき（光のちらつき加減）が大きいなら、その方角辺りの空気が特に揺らいでいたと考えられます。で、カペラは明るい星だからその効果が顕著に現れたんじゃないでしょうか？

シャボン玉の色が刻々変化するのは、その膜の厚いところと薄いところで光の拡散程度が変わるためですが、それと似たような現象だと思います。

暖かい空気と冷たい空気の入り混じるような場所では特に濃淡が不安定になって、ある色が拡散されたり、されなかったりするんじゃないですかね。丁度シャボン玉の膜の厚さが変化するように。

他の天体の色が付かないのは、多分、充分明るくないためにその効果があまり目立たなかったか、あるいはカペラの手前にある上空辺りだけが丁度空気の暖流と寒流の境界にあったからだと想像します。またはその両方かな？

ところで、空気の濃い、薄いは太陽や月にも影響します。朝日や夕日が赤みがかって見えるのは、地平線に近いからです。真上辺りの太陽光と、地平線近くの太陽光とでは、我々に届くまでの、空気の通過距離が違います。地球表面の大気を垂直に通過するのと、ほぼ水平に抜けるのとでは、光の拡散の様子も変わります。夕日などの場合、光が空気の厚い層を抜けてくるために、可視領域のものの中でで比較的短い波長の光（紫、青、緑など）は空気によって拡散され、やっとこさここまで到達できる光（だいだい色）を私たちは拝む事が出来るのです。月なんかも、低い位置では赤っぽく見えますよね。太陽の色が空気の揺らぎで変わったら面白いけど、起こりません。なぜなら、ある波長の光がちょっとだけ拡散されたとしても、無視できるほどに小さいからです。でも、青はそこら中に拡散されています。そして空は青い。青の光をちょっとだけ拡散された太陽の色は、宇宙でみる太陽よりも、ちょっとだけ黄色っぽく見えるそうです。面白いですよね。

余計な話もありましたけど、光について、大気が及ぼす影響の例でした。

kwbt96 · Answer

おそらく、目の錯覚か、inakenn11さんのおっしゃるように光の屈折によるものだと思われます。
　そもそも、なぜ星は瞬くのかというと、地球の大気は常に揺らいでいるため、星から届いた光も揺らいでしまいます。そうなると、私たちの目に届いたとき、瞬いているように見えるのです。ということなので、宇宙空間に出れば、星は瞬くことなく常に同じように見えます。ちなみに、夏より冬のほうが星は瞬いて見えます。
　あと、星(恒星)にはそれぞれ色がついています。もっと倍率の高い双眼鏡か、空気のきれいなところだと、たとえばさそり座アンタレスは赤、ぎょしゃ座カペラは黄色、おおいぬ座シリウスは白、おとめ座スピカは青白といったように、違った色に見えます。太陽は、宇宙空間に浮かぶひとつの恒星と考えるとおそらく黄色に見えるでしょう。これは、その星の表面温度の違いによります。赤い星は3000度、黄色い星は6000度、白い星は10000度、青白い星は12000度といったような具合です。太陽の表面温度は約6000度ぐらいなので黄色く見えると推測できるのです。ついでに言うと、星は、年をとってくるとどんどん大きくなり、表面温度は下がってきます。ということは、アンタレスはおじいちゃん星で、スピカは赤ちゃん星だということもわかるのです。
　あと、カペラは重星という事ですので、104日周期で明るさが変わります。一緒に回っている星がカペラを隠すからです。日食みたいなもんです。でもそのせいで色が変わって見えるといったようなことは、あまりないと思います。

starflora · Answer

まず、先の No1 の方も言われていたように、錯覚であるという可能性があります。この場合、目の錯覚というか、認知・心理的錯覚だという可能性もあります。
　
　　次に inaken11 さんは、おそらく日本におられるのだと思います。すると、夜９時頃で、北東の低い位置だと、太陽の光の影響ではないということが言えると思います。すると、何故「七色にきらめいている」のかということになります。空気の「屈折」のためかも知れないと最初の方も言っておられますが、どういうメカニズムで七色に光が変化するのか、「屈折」というだけでは分かりません。
　
　　少なくとも、恒星や惑星が、何か特別の事情のない時に、その色を変化させて七色に光っているという話は、わたしは初めて聞くことです。そこで、わたしとして考えられることは、それは星ではなく、カペラでもなかったのではないかと言うことです。
　
　　ＵＦＯを見たと言う人は大勢いるのですが、その殆どは錯覚か自然現象です。この場合も、カペラを見たのではなく、何か別のものを見ておられた可能性があります。人工衛星だという可能性もありますが、人工衛星だと、運動しているはずですし（静止衛星だと、そんなに明るいものはないと思います）、また運動と共に、反射面が変化するので、色が変化したということも考えられますが、この場合だと、動いていなかったようですから、違うのではないかとも思えます（ただ、人工衛星が何かの理由で、緩やかに動いているのが、静止しているように見えたのだと言う可能性はあります。この場合、何故色が変化したかというのは、人工衛星が自転していて、反射角度では、違う色の光を地上に向け反射させていたのかも知れません）。
　
　　人工衛星以外にも、空には、未確認というより、あまり一般に知られていない天体現象があります。それが流星であった場合は、燃えて行く途中で色が変化するという可能性もあると思います。ただ、かなりの時間見えていたのなら、流星ではないでしょう。流星以外にも、成層圏の辺りに存在する雲の一種が、何かの事情で光って見えることがあります。この場合、見えた時間からいうと、太陽の光を反射して光っていたという可能性は先に述べたようにありません。しかし、大気の上空で、太陽の光が屈折して、本来届くはずのない空の位置にまで、光を送っていて、その光で、雲が燿いていたという可能性があります。この場合、太陽の光を屈折させて、雲を燿かせていたその屈折の元になる大気が、ゆらめいていて、太陽の光を分光させて、七色に雲を照らしていたという可能性があります。ただ、日本で夜９時に北東の低い位置だと、太陽は、大体、西の空のずっと下辺りにあるはずなので、太陽の光がどう屈折しても、そんな位置には、届かないようにも思えます。（雲が低空にある場合はです……成層圏も、この場合は低空ということになります）。
　
　　大気中の放電現象の一種だったのかも知れませんし、飛行機の色の違うランプの明滅する光だったのかも知れません（北東の空「低く」だと、飛行機は段々遠ざかり、見かけ上の運動は、ゆくりしたものになります）。
　
　　カペラだと思った天体は、実は、案外地上に近かったのかも知れませんし、地球高度数千キロという位置にあったのかも知れません（後者の場合、他に目撃者がいるはずです）。地上に近い場合は、飛行機だと言う可能性と、気球であって、反射面があって、地上の光を反射していたという可能性もあります）。
　
　　恒星の光が、大気状態によって、色が変化するという現象が実際に存在するというのでない限り（そして、そういう現象は、わたしの知っている限りでは、聞いたことがありません。しかし珍しい現象としてあるのかも知れません）、何か別の空にある物体か、発光現象だということになります。例えば、北東の空低くだと、もし、北海道とかにおられるのでしたら、オーロラか、それに類似の荷電粒子の発光現象なのかも知れません。オーロラにしては明るすぎますが、これなら色の変化は説明が付きます）。
　
　　以上、かなり出鱈目なことを言っている可能性が高いですが、空には、色々なものが見えるというのは事実です。その原因が思いもかけないものであったということもあります。

hatobou · Answer

私にも良く澄み切った空のカペラが七色というか色々な
色に見えます。シリウスもそう見える事もあります。

ちょっと調べたのですけど、カペラの放出する光のスペ
クトルは太陽に似ているらしいです。
これからは推測ですがこの現象は東の空にある時に顕著
に見えますよね、東という事は空気の層の影響を多く受
けます、空気が揺らぐ事によって様々な屈折率に変化す
る、と。で、赤、緑、青の光のスペクトルが来ていると
したら、光の屈折によって赤の光が目に入ったり、青の
光が目に入ったりする事によって色々な色に見えるので
はないでしょうか？
波長によって屈折率は違いますから。

starflora · Answer

もう一度、色々と考えてみたのですが、心理的錯覚であるのでもなく、何か別の光源をカペラと見間違えているのでもなく、カペラが、またたきと共に、色が変わって見えるのが実際にあることだとしますと、ほとんど想定で、まったく確信がありませんが、以下のようなことを思いつきました。
　
　　まず、星がまたたくというのは、どういうことかと言いますと、これも本当にそうなのか自信がありませんが、多分こういうことなのだと考えます。つまり、人間の瞳孔の大きさか、もう少し大きな直径を持った非常に細長い円筒を考えてみるのです。カペラは非常に遠いところにありますから、ほぼ円筒と考えてよい、こういう形状の空間のなかを、カペラからの光・光束が通って来て、瞳孔のなかに入り進み、こうして、カペラが「見える」のです。
　
　　この円筒は、地球の大気を貫通している訳で、途中に空気の層を通過します。そこで、途中の空気の濃度に僅かな揺れ動きがある時、円筒のなかを通っていた光束が、ごくごく僅かに屈折して、円筒から逸れます。（この時、別の光束が、屈折により瞳孔に入ってくる場合、カペラから光が定常的に来ていることになりますが、そうでない不規則な濃度の変化の場合）、円筒から逸れた光束は、瞳孔に入って来ない訳で、この時、一見、カペラは「見えていない」ことになります。このような濃度変化による僅かな屈折による光束の「逸れ」が、どれぐらいの幅・大きさなのかは分かりませんが、瞳孔程度の直径以上の影響があるのだと思えます。これが、星が「またたく」ことの説明です。
　
　　それでは、「屈折」により色が変化するかというと、これは色々考えましたが、この程度のことでは、またたき毎に色変化するようなことは「ない」と、どうしても思えます。太陽が、東または西の地平線近くで、赤くなるのは、地平線（または水平線）あたりの方向に太陽があると、非常に厚い大気の層をくぐって来ることになるので、ごくごく僅かな屈折の影響が蓄積されて、その結果、分光が起こり、青の光あたりが、地平線以下に屈折して進む（沈む）ので、残された太陽からの光が、相対的に赤ぽくなるためです（赤のあたりが主として残って人間の目に届くのです）。星の光も赤くなるはずですが、この赤く見えるのは、光源がある程度の大きさを持つことと、中間の大気に含まれる塵を赤く染めて、実は、この赤くなった塵の色を見ているので、太陽が赤く見えるのだとも言えます。「赤い月」は、塵の光が主であり、砂漠などで赤い月が昇るときは、砂嵐の前触れだと言うのは、大量の塵が大気中に含まれている状態で、それは砂嵐の可能性が高いということです。
　
　　カペラが、空気の屈折度の変化で色が変わるかと言うと、そういうことは、またたきと共にでは、無理だと思えます。何故なら、屈折により色が変化するには、光源がある程度大きくなければならないということと、相当に厚い空気の層を通過しないと、空気屈折による分光の効果は現れないと思えるからです。また、分光しても、屈折率が変化するほどの大気層の厚みの変化（あるいは、温度変化による屈折率の変化）が、またたき程度の短時間で起こるかというと、些か無理だと思えるのです。またたきが起こるには、ごくごく僅かな屈折率の変化・乱れがあればよいのですが、この変化は、分光に影響を与えるような変化とはとても思えない、極端に小さな変化のはずです。（蜃気楼現象の場合、確かにかなり屈折しますし、像が揺れ動きますが、「色の変化」が起こるという話は聞きません。蜃気楼は。本来地平線・水平線の「下の像」が、屈折により、水平線・地平線の上に見える現象で、仮に赤みがかった色をしていたとしても、夕日の色が何時も赤っぽくなって、時に青っぽくなるなどがないと同様、色の変化が起こるとは思えません）。
　
　　しかし、なお、錯覚としてではなく、視覚的事実として、またたきと共に色が変化して見えるとすると、こういう現象は、あるいは、網膜の「残像」効果かも知れません。本当に、「網膜残像」で、こんな効果が出てくるのか、まったく自信がありませんが、理論的にはありえると思えます。
　
　　カペラは黄色い星ですから、残像があるとすると、補色の紫か青のような色だと思えます。カペラが、またたきの時、一見見えなくなった、または、ごく光が薄くなった時、残像に敏感な感受性を持つ人には、瞬間、カペラの残像の補色が見え、次に元のように黄色の星が明るく見える時は、黄色に見え、また先ほどの残像と混じって、緑に近い色が見えるのか知れません（あるいは、同じ黄色が、青を見た後なので、以前より赤みがかって感じられる）。
　
　　星の光は、目の角膜で散乱して（反射して）、いわゆる光条が見えます。またたきによって、この光条も変化する訳で、光条の残像もあるのかも知れませんし、また光条の変化が、残像色の繊細微細な変化を心理的に修飾して、色が変化して見えることを、強調的に意識に知覚させているのかも知れません。カペラだけが何故かというのは、多分、光度が相当になければ、残像が繊細過ぎて知覚されないのというのと、もう一つ、黄色の星の残像が、比較的知覚し易く、赤い星（アンタレスなどが赤い明るい星だったと思います）の残像は、緑ですから、知覚に残らない、効果が薄いのだという説明が（苦しい話ですが）考えられます。
　
　　つまり、カペラがまたたく、残像の色で、黄色から青に見えたり、青から黄色に変わる時、黄色が、赤みがかって感じられて、色がまたたきと共に様々に変化すると知覚されるのではないかということです。そして、この現象は、非常に、残像に敏感な人だけが感知できる（意識に昇る）ぐらいに弱いので、一般には、認められていないという可能性が想定できます。
　
　　以上に述べた、「補色残像」というのは、星の光については、わたしは聞いたことがありませんし、ただ、またたきと共に星の色が変化するという現象がもしあるなら、何であろうかと考えて、理論的に、こういう可能性がもしやあるのではないかということで、述べたもので、星の残像の補色など、実際は、知覚として論外なのかも知れません。（もう一つ、角膜散乱の光条が、目が潤っている時、分光して見え、黄色い星の光条の場合、それが比較的に、意識され易いという可能性も考えられます。……眼をあまりに使いすぎて疲労した時、目の焦点がぼけると共に、分泌物を含んだ涙の膜が角膜にある時、光源の周りに、虹色の輪というか、光暈が見えることがあります。それほど疲労していなくとも、焦点が幾らかぼけて、涙目加減の時、カペラのような明るい星を見ると、虹色の光条が見え、これが、またたきと共に、背景の夜の暗さと対比的に、色が変化しているように見えているのかも知れません）。
　
　　またたきと共に色が変化して見える現象があるとすると、以上の理論「仮説」が立てられるのではないかと思います。無論、この仮説が正しいという実験的根拠は、今のところまったくありませんが、理論的にありえることは想定できます。

星の瞬きで、色は変わるのでしょうか？

おそらく、目の錯覚か、inakenn11さんのおっしゃるように光の屈折によるものだと思われます。

私にも良く澄み切った空のカペラが七色というか色々な

いつも七変化するのか、それともその日だけそうなのか分かりませんが、思いつく可能性をあげます。

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