علماء الفلك يحددون أول نجم أخضر: كيف تحدد كيمياء القزم الأبيض لونه

حدد علماء الفلك بقيادة الدكتور مارك هولاندز، زميل جائزة وارويك في مجموعة علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة وارويك، القزم الأبيض WD J1330+6435 كأول نجم سيبدو أخضر حقاً لمراقب بشري. تم نشر الدراسة في مجلة RAS Techniques and Instruments.

لماذا لا تبدو معظم النجوم خضراء

يصف علماء الفلك معظم النجوم بأنها تتصرف كـ 'مشع مثالي'، مما يعني أن لونها يحكمه درجة حرارة السطح تقريباً بالكامل، بنفس الطريقة التي تتحول بها حديد الحداد من الأحمر إلى البرتقالي إلى الأبيض كلما ازدادت سخونة. تبدو النجوم الأبرد برتقالية اللون، والنجوم مثل الشمس تبدو بيضاء، والنجوم الأكثر سخونة تتوهج بلون أزرق فاتح. عادة ما يتبع الأقزام البيضاء نفس النمط القائم على درجة الحرارة - حتى تتسبب الظروف الجوية غير العادية، كما في WD J1330+6435، في انحراف أحدهم عن ذلك.

ما الذي يجعل WD J1330+6435 مختلفاً

WD J1330+6435 هو قزم أبيض، البقايا الكثيفة المحترقة المتبقية بعد أن ينفد وقود نجم يشبه الشمس، يقع على بعد حوالي 284 سنة ضوئية من الأرض بدرجة حرارة سطحية تبلغ حوالي 4000 درجة مئوية (7232 درجة فهرنهايت). على عكس النجوم العادية، فقد كان يتراكم مادة صخرية من نظام كوكبي ناج، مما يثري غلافه الجوي الخارجي بالصوديوم والكالسيوم والليثيوم.

يمكن أن تصل أغلفة الأقزام البيضاء الباردة إلى كثافات قريبة من كثافة الماء، ملايين المرات أكثر كثافة من الطبقة الخارجية للشمس، أو الغلاف الضوئي. تحت هذه الظروف القاسية، يمتص الصوديوم في بلازما الهيليوم الكثيفة لـ WD J1330+6435 الكثير من الضوء الأصفر والبرتقالي والأحمر الذي يمر عبر الغلاف الجوي، مما يسمح بهروب الأطوال الموجية الخضراء بشكل أساسي نحو المراقب.

كيف توصل الباحثون إلى الألوان الحقيقية

لتحديد كيف يبدو قزم أبيض معين فعلياً، قام فريق وارويك بتحليل الأطياف، 'البصمة' الموجية للموجة على حدة لضوء النجم، وأمرار تلك البيانات عبر نموذج للرؤية اللونية البشرية للتنبؤ بالصبغة التي ستدركها العين المجردة. بقدر ما يعرفه الباحثون، لم يتم الإبلاغ عن أي نجم آخر، حياً أو ميتاً، بشكل موثوق به باللون الأخضر من قبل.

ما مدى ندرة الأقزام البيضاء ذات الألوان غير المعتادة

من بين عينة من 151 قزم أبيض ضمن 65 سنة ضوئية من الأرض، وجد فريق وارويك خمسة منها بألوان غير معتادة - نسبة قال الباحثون إنها تشير إلى أن حوالي واحد من كل 30 قزم أبيض في الكون قد يظهر لوناً غير معتاد. كان للـ 146 المتبقية درجة حرارة لونية متوسطة تبلغ حوالي 6800 كلفن، وهو ما تدركه العين البشرية باللون الأبيض.

تشكل الأقزام البيضاء المرحلة الأخيرة في دورة حياة النجوم مثل الشمس، بعد أن تتخلص من طبقاتها الخارجية وتبرد النواة المتبقية على مدى مليارات السنين. بما أنها لم تعد تولد الطاقة من خلال الاندماج النووي، فإن اللون الملاحظ لها يعتمد على درجة الحرارة وعلى أي عناصر استقرت أو سقطت في غلافها الجوي الخارجي الرقيق، وليس على عمليات الاندماج التي تلون النجوم الحية.