Αστρονόμοι που μελετούν τους λευκούς νάνους, διαπίστωσαν ότι τα συγκεκριμένα άστρα μπορούν να λάμπουν σε ένα εξαιρετικό εύρος χρωμάτων, και μάλιστα εντόπισαν το πρώτο πράσινο αστέρι στον Γαλαξία.
Για τα περισσότερα αστέρια, το χρώμα αποτελεί οδηγό για τη θερμοκρασία. Τα πιο ψυχρά αστέρια φαίνονται πορτοκαλί, αστέρια όπως ο Ήλιος μας φαίνονται λευκά, και τα θερμότερα λάμπουν με ένα απαλό μπλε, θυμίζοντας το σίδερο που όταν θερμαίνεται γίνεται κόκκινο, μετά πορτοκαλί και μετά λευκό.
Οι λευκοί νάνοι, τα πυκνά υπολείμματα που απομένουν όταν αστέρια σαν τον Ήλιο φτάνουν στο τέλος της ζωής τους, θεωρούνταν ότι ακολουθούν τον ίδιο κανόνα. Πήραν το όνομά τους επειδή τα πρώτα παραδείγματα που βρέθηκαν ήταν εξαιρετικά θερμά και έλαμπαν με λευκό/απαλό μπλε χρώμα. Αλλά είναι το πορτοκαλί, το λευκό και το μπλε τα μόνα χρώματα που μπορεί να έχει ένα αστέρι στον νυχτερινό ουρανό;
Η απάντηση, σύμφωνα με νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Γουόρικ, είναι όχι. Η νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό RAS Techniques and Instruments (RASTI), δείχνει ότι αν μπορούσαμε να τα δούμε από κοντά, ορισμένοι λευκοί νάνοι θα έλαμπαν σε χρώματα όπως πράσινο, ροζ, κυανό, κίτρινο και μωβ.
«Τα περισσότερα αστέρια, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων λευκών νάνων, συμπεριφέρονται ως “τέλειοι ακτινοβολητές”, επομένως το χρώμα τους καθορίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τη θερμοκρασία. Αλλά κανείς δεν είχε πραγματικά εξετάσει τι άλλο θα μπορούσε να είναι δυνατό για τους λευκούς νάνους», δήλωσε ο Δρ. Μαρκ Χόλαντς, ο οποίος ηγήθηκε της εργασίας. «Αποδεικνύεται ότι αυτά τα απίστευτα πυκνά αστέρια μπορούν να παράγουν χρώματα που κανείς δεν περίμενε, και ορισμένα από αυτά με εξέπληξαν ειλικρινά».
Διαβάστε Επίσης
Γιατί οι λευκοί νάνοι σπάνε τον κανόνα
Το κλειδί είναι η πυκνότητα. Οι πιο ψυχρές ατμόσφαιρες λευκών νάνων μπορούν να φτάσουν περίπου το 1 γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό, σχεδόν την πυκνότητα του νερού και εκατομμύρια φορές πιο πυκνές από τη φωτοσφαίρα του Ήλιου. Σε αυτές τις συνθήκες, τυχόν ίχνη στοιχείων που μπορεί να υπάρχουν, όπως ο άνθρακας, το ασβέστιο και το νάτριο, αλληλεπιδρούν με το πυκνό ηλιακό πλάσμα που τα περιβάλλει και απορροφούν φως σε ευρύτερο φάσμα χρωμάτων από ό,τι θα έκαναν σε χαμηλότερες πυκνότητες. Αυτό μετατοπίζει το χρώμα του αστεριού μακριά από το πορτοκαλί, το λευκό και το μπλε ενός τέλειου ακτινοβολητή.
Κανένας λευκός νάνος δεν βρίσκεται αρκετά κοντά ώστε να είναι δυνατόν να δούμε το χρώμα του απευθείας, επομένως η ομάδα το υπολόγισε από δεδομένα που οι αστρονόμοι συλλέγουν ήδη συστηματικά: το φάσμα ενός αστεριού, το «αποτύπωμα» που παράγεται όταν το φως του αστεριού διαχωρίζεται ανά μήκος κύματος, όπως ακριβώς ένα πρίσμα διαχωρίζει το ηλιακό φως σε ουράνιο τόξο. Η εισαγωγή αυτών των φασμάτων σε ένα μοντέλο ανθρώπινης έγχρωμης όρασης αποκάλυψε τι χρώμα θα φαινόταν να έχει το φως κάθε αστεριού στο μάτι. Ειναι μια υπενθύμιση του πόσα πολλά μπορεί να αποκαλύψει ένα φάσμα: όχι μόνο τη θερμοκρασία ενός αστεριού ή τη χημική του σύσταση, αλλά και το πραγματικό του χρώμα.
Ποικιλία χρωμάτων
Εφαρμόζοντας αυτή τη μέθοδο σε λευκούς νάνους σε όλο τον ουρανό, η ομάδα των αστρονόμων διαπίστωσε ότι τα χρώματά τους εμπίπτουν σε διακριτές ομάδες, κάθε μία συνδεδεμένη με το τι υπάρχει στην ατμόσφαιρα του αστεριού. Οι λευκοί νάνοι που είναι πλούσιοι σε άνθρακα είναι συνήθως ροζ ή μωβ, ενώ εκείνοι που είναι εμπλουτισμένοι με συντρίμμια από διαλυμένους αστεροειδείς και κομήτες, τα υπολείμματα παλαιών πλανητικών συστημάτων, τείνουν προς το κίτρινο. Οι πιο ψυχροί λευκοί νάνοι με μεικτές ατμόσφαιρες υδρογόνου και ηλίου αποκτούν συχνά μια κυανή ή απαλή μπλε απόχρωση, που προκαλείται από τη σύγκρουση μορίων υδρογόνου με άτομα ηλίου στις εξαιρετικά πυκνές ατμόσφαιρές τους.
Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι ο WD J1330+6435, ο οποίος έχει θερμοκρασία περίπου 4.000 βαθμούς Κελσίου και έχει συσσωρεύσει πετρώδες υλικό από το πλανητικό του σύστημα. Αυτό έχει εμπλουτίσει την ατμόσφαιρά του με ασβέστιο, λίθιο και νάτριο, δίνοντάς του μια κιτρινοπράσινη εμφάνιση στα μοντέλα της ομάδας. Με βάση τα όσα γνωρίζουν οι ερευνητές, κανένα άλλο αστέρι, ζωντανό ή νεκρό, δεν έχει αναφερθεί ποτέ αξιόπιστα ως πράσινο, γεγονός που το καθιστά το πρώτο γνωστό πραγματικά πράσινο αστέρι στον Γαλαξία.
«Τα ίχνη νατρίου στην ατμόσφαιρα αυτού του λευκού νάνου απορροφούν το πορτοκαλί μέρος του φάσματος, αφήνοντας πίσω μια απόκοσμη πράσινη λάμψη. Φανταστείτε να στέκεστε σε έναν πλανήτη και να κοιτάτε ψηλά ένα πράσινο αστέρι. Μοιάζει με κάτι από επιστημονική φαντασία», είπε ο Δρ. Χόλαντς.
Όμως το πράσινο αστέρι δεν ήταν η μόνη ανακάλυψη. Η ομάδα εντόπισε αυτό που μπορεί να είναι το πιο κόκκινο αστέρι που έχει καταγραφεί ποτέ. Ο WD J1011+2845, ένας κοντινός λευκός νάνος που απέχει μόλις 48 έτη φωτός από τη Γη, διαθέτει μια βαθιά ζώνη μεταφοράς που έχει μεταφέρει άνθρακα από τον πυρήνα του στην επιφάνειά του. Τα μόρια άνθρακα που προκύπτουν παραμορφώνουν το φως του αστεριού τόσο έντονα, ώστε σχεδόν όλο συμπιέζεται σε μήκη κύματος πέραν των 600 νανομέτρων, παράγοντας μια βαθιά σομόν-ροζ λάμψη που δεν μοιάζει με τίποτα από όσα έχουν παρατηρηθεί σε ένα συνηθισμένο αστέρι.
Τα περισσότερα άστρα παραμένουν λευκά
Η ομάδα μελέτησε επίσης ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα: τους 151 λευκούς νάνους εντός 20 παρσέκ (περίπου 65 έτη φωτός) από τη Γη. Πέντε έδειξαν ασυνήθιστο χρωματισμό, δύο κίτρινο και τρεις ροζ. Αυτό υποδηλώνει ότι περίπου ένας στους τριάντα λευκούς νάνους στο Σύμπαν θα λάμπει με ένα ασυνήθιστα χρωματισμένο φως.
Για τους υπόλοιπους 146, η ομάδα μέτρησε τη θερμοκρασία χρώματος, η οποία συγκρίνει το χρώμα ενός αντικειμένου με εκείνο ενός τέλειου ακτινοβολητή και χρησιμοποιείται ευρέως για την περιγραφή λαμπτήρων. Η διάμεση θερμοκρασία χρώματος του δείγματος ήταν περίπου 6.800 Κέλβιν, την οποία αντιλαμβανόμαστε ως λευκή. Αυτό διορθώνει μια κοινή παρανόηση στην αστρονομία ότι οι λευκοί νάνοι είναι συνήθως μπλε: οι θερμότεροι, πιο μπλε λευκοί νάνοι είναι φωτεινότεροι και μπορούν να παρατηρηθούν από μεγαλύτερη απόσταση, επομένως υπερεκπροσωπούνται σε έρευνες που βασίζονται μόνο στη φωτεινότητα.
Ο καθηγητής Μπόρις Γκένσικε, από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου του Γουόρικ, δήλωσε: «Το ένα στα τριάντα μπορεί να μην ακούγεται ως τεράστιο ποσοστό, αλλά σε ολόκληρο τον πληθυσμό των λευκών νάνων στο Σύμπαν, αυτό αντιπροσωπεύει έναν μεγάλο αριθμό αστεριών με περίεργα χρώματα. Ωστόσο, αν πάρουμε τη διάμεσο τιμή σε έναν αντιπροσωπευτικό πληθυσμό λευκών νάνων, διαπιστώνουμε ότι ο μέσος λευκός νάνος είναι πραγματικά λευκός».
