Астрономы обнаружили белый карлик, который на самом деле должен светиться зелёным
Астрономы из Уорикского университета в Великобритании выяснили, что некоторые белые карлики могут выглядеть зелёными, розовыми, фиолетовыми и даже голубовато-бирюзовыми. Особенно необычным оказался белый карлик WD J1330+6435, который, согласно расчётам, должен иметь зеленоватый оттенок. Исследователи считают его первым известным примером звезды, свет которой воспринимался бы человеческим глазом как зелёный.
Белые карлики представляют собой плотные остатки звёзд, подобных Солнцу, завершивших основную часть своей эволюции. Обычно их цвет зависит преимущественно от температуры поверхности: наиболее горячие выглядят голубовато-белыми, а по мере остывания приобретают более тёплые оттенки. Однако новое исследование показало, что химический состав плотной атмосферы способен существенно изменить видимый цвет звезды.
Работу возглавил астрофизик Марк Холландс из Уорикского университета. Его группа проанализировала спектры белых карликов — распределение интенсивности их излучения по различным длинам волн. Затем исследователи использовали модель человеческого цветового зрения, чтобы определить, как эти звёзды выглядели бы при наблюдении с близкого расстояния.
Главную роль в необычной окраске играет высокая плотность звёздных атмосфер. У наиболее холодных белых карликов она может приближаться к плотности воды, что в миллионы раз превышает плотность внешних слоёв Солнца. В таких условиях атомы и молекулы поглощают свет в более широких диапазонах длин волн, чем при обычных условиях. Это заметно меняет соотношение цветов в излучении звезды.
Наиболее интересным примером стал WD J1330+6435 с температурой поверхности около 4000 °C. В его атмосферу попали вещества из разрушенных каменистых тел бывшей планетной системы, включая натрий, кальций и литий. Из-за высокой плотности атмосферы натрий поглощает значительную часть жёлтого, оранжевого и красного излучения. В результате оставшийся свет, согласно расчётам, должен выглядеть зеленовато-жёлтым.
Другие необычные цвета связаны с углеродом, который поднимается из внутренних слоёв остывающих белых карликов благодаря конвекции. Образующиеся молекулы углерода поглощают свет в синей, зелёной и жёлтой областях спектра. Поэтому некоторые такие звёзды могли бы выглядеть розовыми или фиолетовыми.
Например, белый карлик WD J0902+2010 должен иметь выраженный розовый оттенок. Ещё один объект, WD J1011+2845, расположенный примерно в 48 световых годах от Земли, оказался одним из наиболее необычных по цвету. Молекулы углерода в его атмосфере настолько сильно изменяют спектр, что звезда должна выглядеть насыщенно розово-красной.
Исследователи также установили, что белые карлики, загрязнённые веществом разрушенных астероидов и комет, нередко приобретают желтоватую окраску. В то же время звёзды со смешанными водородно-гелиевыми атмосферами могут выглядеть бледно-голубыми или бирюзовыми. Таким образом, спектр позволяет судить не только о температуре объекта, но и о происхождении вещества в его внешних слоях.
Чтобы оценить распространённость необычных цветов, учёные изучили 151 белый карлик в пределах примерно 65 световых лет от Земли. У пяти объектов обнаружились выраженные отклонения от привычной окраски: три должны выглядеть розовыми, а два — жёлтыми. Это соответствует приблизительно одному необычно окрашенному белому карлику на 30 объектов.
При этом большинство белых карликов действительно остаются белыми. Для остальных 146 звёзд медианная цветовая температура составила около 6800 кельвинов, что соответствует белому свету. По мнению исследователей, представление о преимущественно голубом цвете белых карликов связано с тем, что более горячие и яркие объекты легче обнаруживать на больших расстояниях.
Новые результаты показывают, насколько сильно химический состав способен влиять на внешний вид плотных звёздных остатков. Хотя с Земли невозможно непосредственно различить их истинные цвета невооружённым глазом, спектроскопия позволяет достаточно подробно восстановить цветовое восприятие этих объектов и получить дополнительную информацию об эволюции их атмосфер.
Исследование в журнале RAS Techniques and Instruments.