Астрономы выяснили, что белые карлики могут светиться необычными цветами
Астрономы из Университета Уорика выяснили, что белые карлики могут светиться необычными цветами, включая зеленый и розовый, обнаружив первую известную зеленую звезду.
Астрономы из Университета Уорика обнаружили, что белые карлики могут светиться в необычном разнообразии цветов, включая первую в истории звезду, которая выглядит зеленой для человеческого глаза. Для большинства звезд цвет служит мерой температуры. Более холодные звезды кажутся оранжевыми, солнцеподобные звезды кажутся белыми, а самые горячие испускают бледно-голубой свет. Ранее считалось, что белые карлики — плотные остатки, остающиеся после того, как солнцеподобные звезды достигают конца своей жизни, — подчиняются тому же правилу. Свои названия они получили потому, что первые обнаруженные образцы были удивительно горячими и светились белым или голубоватым светом.
Однако исследование, опубликованное в журнале RAS Techniques and Instruments, показывает, что определенные белые карлики могут светиться такими цветами, как зеленый, розовый, циан (сине-зеленый), желтый и фиолетовый. «Цвет большинства звезд, включая белые карлики, почти полностью определяется их температурой. Но никто подробно не изучал, какие еще возможности могут существовать среди белых карликов», — сказал д-р Марк Холландс, научный сотрудник группы астрономии и астрофизики Университета Уорика, руководивший исследованием. «Оказывается, эти звезды, обладающие огромной плотностью, способны демонстрировать цвета, которых никто не ожидал, и некоторые из них по-настоящему удивили меня».
Ключ в плотности
Ключ кроется в плотности. Атмосферы самых холодных белых карликов могут достигать плотности около 1 грамма на кубический сантиметр — примерно плотности воды и в миллионы раз больше плотности фотосферы Солнца. В этих условиях микроэлементы, которые могут присутствовать в атмосфере — такие как углерод, кальций и натрий, — вступают в реакцию с окружающей плотной гелиевой плазмой и поглощают свет в более широком диапазоне цветов, чем при более низкой плотности. Этот процесс приводит к тому, что цвет звезды отклоняется от оранжевых, белых и синих оттенков, характерных для идеально излучающего тела.
Ни один белый карлик не находится достаточно близко, чтобы его цвет можно было увидеть напрямую, поэтому исследовательская группа рассчитала это по данным, регулярно собираемым астрономами: спектру звезды, «отпечатку пальца», возникающему, когда звездный свет расщепляется по длине волны, подобно призме. Прогон этих спектров через модель человеческого цветового зрения показал, как будет выглядеть цвет света каждой звезды для человеческого глаза.
Необычные цвета белых карликов
Применив этот метод к белым карликам на небе, исследователи обнаружили, что их цвета делятся на отдельные группы, каждая из которых связана с тем, что находится в атмосфере звезды. Богатые углеродом белые карлики обычно розовые или фиолетовые, в то время как те, которые обогащены материалами разрушенных астероидов и комет, склоняются к желтому цвету. Более холодные белые карлики со смешанными водородно-гелиевыми атмосферами часто приобретают оттенок циана или бледно-голубой цвет, вызванный столкновением молекул водорода с атомами гелия в их чрезвычайно плотной атмосфере.
Наиболее ярким примером является WD J1330+6435. Температура звезды составляет около 4000 градусов Цельсия, и она поглотила каменистый материал из своей планетной системы. Этот процесс обогатил ее атмосферу кальцием, литием и натрием, придав ей зеленовато-желтый вид в созданных исследователями моделях. Насколько известно исследователям, ни о какой другой звезде — живой или мертвой — никогда не сообщалось как о имеющей зеленый цвет, что делает ее первой известной зеленой звездой в галактике.
Крайние спектральные показатели
С другой стороны, авторы исследования выделили то, что может быть самой красной звездой из когда-либо зарегистрированных. WD J1011+2845 — близлежащий белый карлик, расположенный всего в 48 световых годах от Земли, с длиной волн, превышающей 600 нанометров. Исследователи изучили репрезентативную выборку из 151 белого карлика в пределах около 65 световых годов от Земли, обнаружив, что пять из них демонстрируют необычные цвета — два казались желтыми и три розовыми. Это открытие предполагает, что примерно один из каждых тридцати белых карликов во Вселенной излучает свет необычного цвета.
«Один из тридцати может звучать не как особо большая доля, но с учетом всей популяции белых карликов во Вселенной это все же большое количество звезд с необычными цветами», — сказал проф. Борис Гансика из физического отдела Университета Уорика.
