Da li su beli patuljci zaista beli? Astronomi otkrili iznenađujuće boje u mnogim sistemima

Beli patuljci, astronomski objekti koji nastaju kad zvezda male ili srednje mase završi svoj život, u stvari ne moraju da budu beli. Beli patuljci mogu da sijaju u različitim bojama, a otkrivena je i prva zvezda koja bi ljudskom oku izgledala zeleno.

Za većinu zvezda, boja je pokazatelj temperature, piše Phys.org. Hladnije zvezde izgledaju narandžasto, zvezde poput našeg Sunca izgledaju belo, a najtoplije sijaju bledo plavo, slično kao gvožđe kod kovača koje usled zagrevanja sija crveno, zatim narandžasto, pa onda belo-usijano.

Preporučujemo

Smatralo se da beli patuljci, gusti ostaci koji preostaju kada zvezde slične Suncu dođu do kraja svog života, prate isto pravilo. Svoje ime su dobili zato što su prvi pronađeni primerci bili iznenađujuće vreli i sijali su belo ili bledo plavo. Ali, da li su narandžasta, bela i plava jedine boje koje zvezda na noćnom nebu može imati?

Odgovor je ne, pokazalo je novo istraživanje Univerziteta Vorik. Nova studija, objavljena u žurnalu RAS Techniques and Instruments, pokazuje da bi, kada bismo ih mogli posmatrati izbliza, određeni beli patuljci sijali bojama kao što su zelena, ružičasta, cijan, žuta i ljubičasta.

- Većina zvezda, uključujući većinu belih patuljaka, ponaša se kao „savršeni radijator“, pa je njihova boja gotovo u potpunosti određena temperaturom. Ali niko zaista nije istraživao šta bi još moglo biti moguće kod belih patuljaka - rekao je dr Mark Holands, stipendista Vorik nagrade u Grupi za astronomiju i astrofiziku na Univerzitetu Vorik, koji je vodio ovaj rad. - Ispostavilo se da ove neverovatno guste zvezde mogu da proizvedu boje koje niko nije očekivao, a neke od njih su me zaista iznenadile.

Zašto beli patuljci krše pravilo?

Ključ je u gustini. Atmosfere najhladnijih belih patuljaka mogu dostići oko 1 gram po kubnom centimetru, što je otprilike gustina vode i milionima puta veća gustina od Sunčeve fotosfere.

U ovim uslovima, svi elementi u tragovima koji mogu biti prisutni, poput ugljenika, kalcijuma i natrijuma, stupaju u interakciju sa okolnom gustom plazmom helijuma i apsorbuju svetlost u širem spektru boja nego što bi to činili pri manjim gustinama. Ovo pomera boju zvezde dalje od narandžaste, bele i plave boje savršenog radijatora.

Nijedan beli patuljak nije dovoljno blizu da bi mu se boja mogla direktno videti, pa je tim to izračunao na osnovu podataka koje astronomi već rutinski prikupljaju: spektra zvezde, „otiska prsta“ koji nastaje kada se svetlost zvezde razloži prema talasnoj dužini, slično kao što prizma razlaže sunčevu svetlost na dugu.

Ubacivanje ovih spektara u model ljudskog vida za boje otkrilo je kojom bojom bi svetlost svake zvezde delovala ljudskom oku. To je podsetnik na to koliko spektar može otkriti: ne samo temperaturu zvezde ili njen hemijski sastav, već i njenu pravu boju.

Koju god boju da poželite

Primenjujući ovu metodu na bele patuljke širom neba, tim je otkrio da se njihove boje svrstavaju u jasne grupe, od kojih je svaka povezana sa onim što se nalazi u atmosferi zvezde.

Beli patuljci bogati ugljenikom su tipično ružičasti ili ljubičasti, dok oni obogaćeni ostacima razbijenih asteroida i kometa, ostacima starih planetarnih sistema, naginju ka žutoj boji. Hladniji beli patuljci sa mešovitim atmosferama vodonika i helijuma često dobijaju cijan ili bledo plavu nijansu, uzrokovanu sudaranjem molekula vodonika sa atomima helijuma u njihovim ultra-gustim atmosferama.

Najupečatljiviji primer je WD J1330+6435, koji ima približno 4.000 stepeni Celzijusa i koji je akumulirao stenoviti materijal iz svog planetarnog sistema. To je obogatilo njegovu atmosferu kalcijumom, litijumom i natrijumom, dajući mu maslinastozeleni izgled u modelima tima.

Koliko je istraživačima poznato, nijedna druga zvezda, živa ili mrtva, nikada nije verodostojno prijavljena kao zelena, što ovo čini prvom poznatom, istinski zelenom zvezdom u galaksiji.

- Tragovi natrijuma u atmosferi ovog belog patuljka apsorbuju narandžasti deo spektra, ostavljajući za sobom sablasni zeleni sjaj. Zamislite da stojite na planeti i gledate u zelenu zvezdu. Osećaj je kao iz naučne fantastike – rekao je Holand.

Na suprotnoj krajnosti, tim je identifikovao ono što bi mogla biti najcrvenija zvezda ikada zabeležena. WD J1011+2845, obližnji beli patuljak udaljen samo 48 svetlosnih godina od Zemlje, ima duboku konvektivnu zonu koja je podigla ugljenik iz svog jezgra na površinu.

Nastali molekuli ugljenika toliko snažno iskrivljuju svetlost zvezde da je skoro sva „sabijena“ u talasne dužine iznad 600 nanometara, proizvodeći duboki ružičasto-narandžasti sjaj, drugačiji od bilo čega viđenog kod obične zvezde.

U proseku su i dalje beli

Tim je takođe proučavao reprezentativni uzorak: 151 belog patuljka unutar 20 parseka (oko 65 svetlosnih godina) od Zemlje. Pet je pokazalo neobične boje, dva žutu i tri ružičastu. Ovo sugeriše da će otprilike jedan od 30 belih patuljaka u univerzumu sijati neobično obojenom svetlošću.

Za preostalih 146, tim je izmerio temperaturu boje, koja upoređuje boju objekta sa bojom savršenog radijatora i obično se koristi za opisivanje sijalica („toplo bela“ na 3.000 K, „hladno bela“ na 6.000 K). Srednja temperatura boje uzorka bila je približno 6.800 kelvina, što mi percipiramo kao belu boju.

Ovo ispravlja čestu zabludu u astronomiji da su beli patuljci tipično plavi: vreliji, plavlji beli patuljci su sjajniji i mogu se videti sa veće udaljenosti, pa su previše zastupljeni u istraživanjima koja se oslanjaju samo na sjaj.

- Jedan od 30 možda ne zvuči kao ogroman udeo, ali u celokupnoj populaciji belih patuljaka u univerzumu, to je ipak mnogo čudno obojenih zvezda. Ipak, ako uzmemo prosek reprezentativne populacije belih patuljaka, otkrili smo da je prosečan beli patuljak zaista beo – rekao je profesor Boris Gensike sa Odeljenja za fiziku Univerziteta Vorik.

(Telegraf Nauka/Phys.org)