星の瞬きで、色は変わるのでしょうか？

質問

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。

回答No.5

starflora

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。

お礼

ありがとうございます。
やっぱり大気による光の屈折のようですね。
後日、もう少し高い位置に来たときカペラを観たところ、色の変化は少なくなっていました。
それと、残像の補色というのも興味深いですね。
確かに、白黒の円盤を回転させると色が見えて来るという実験を観たことがありますから。
でも、遠くにある切れかかった街灯（蛍光灯）の光も赤や青が見えることがありますからこちらの方は網膜の補色なんでしょうね。