Astronomowie zidentyfikowali pierwszą zieloną gwiazdę: biały karzel WD J1330+6435

Astronomowie kierowani przez Marka Hollandsa z Uniwersytetu Warwicka zidentyfikowali to, co opisują jako pierwszą wiarygodnie udokumentowaną zieloną gwiazdę: białego karła katalogowanego jako WD J1330+6435, zlokalizowanego w konstelacji Draco. Odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie RAS Techniques and Instruments (RASTI) w artykule zatytułowanym «Any colour you like: the diverse chromaticities of white dwarfs».

Zgodnie z anglojęzycznym wpisem Wikipedii dotyczącym tego obiektu, który powołuje się na dane badania, WD J1330+6435 leży w odległości około 280 lat świetlnych od Ziemi, ma temperaturę powierzchni około 4310 kelwinów (około 4000 stopni Celsjusza), masę zbliżoną do 0,74 masy Słońca i szacunkowy wiek około 9,1 miliarda lat. Jego typ spektralny DZ wskazuje, że jest to biały karzel, którego atmosfera została zanieczyszczona metalami.

Dlaczego ten biały karzel wygląda zielono

Białe karły to gęste, wypalone jądra pozostawione po śmierci gwiazd podobnych do Słońca. Większość z nich zachowuje się jak prawie doskonałe radiatory, co oznacza, że ich kolor określony jest prawie całkowicie temperaturą, dlatego zwykłe gwiazdy wyglądają dla ludzkiego oka tylko pomarańczowe, białe lub niebieskie. WD J1330+6435 jest inny, ponieważ sód, wapń i lit — elementy, które astronomowie mówią, że zostały wciągnięte na jego powierzchnię z rozbytych pozostałości jego własnego systemu planetarnego — nagromadziły się w jego atmosferze.

Kilka serwisów prasowych doniosło, że atmosfera białego karła jest wystarczająco gęsta, aby atomy sodu były stale zderzane przez otaczający hel, efekt kwantowy, który rozszerza zakres światła pochłanianego przez sód tak, aby pokrywał żółć, pomarańcz i część czerwonego spektrum. To, co pozostaje widoczne dla oka, mówią badacze, to żółtozielony blask.

Nikt nigdy nie widział, żeby świeciła zielono

Żaden okular teleskopu nie wykazał tego koloru bezpośrednio: WD J1330+6435 jest zbyt słaba i daleka, aby jej odcień można było ocenić gołym okiem. Zamiast tego zespół Hollandsa zrekonstruował spektrum gwiazdy — wzór światła rozdzielonego długością fali, jak pryzmat — i przepuścił go przez modele ludzkiego widzenia barw, aby obliczyć, jak gwiazda wyglądałaby dla obserwatora stojącego w pobliżu.

Zespół zastosował tę samą metodę do około 150 pobliskich białych karłów (151, według CNN Brasil i Courthouse News; 152, według Sci.News) w poszukiwaniu gwiazd, których chemia atmosferyczna przesuwa ich kolor z normy zależy od temperatury. Około pięciu z nich, czyli około jeden na 30, wykazało naprawdę niezwykłe kolory.

Nie jedynym niezwykłym kolorem, który odkryto

To samo badanie ujawniło inne anomalie. WD J1011+2845, około 48 lat świetlnych od Ziemi, wyglądała jak głębokie łososiowe różowe, ponieważ cząsteczki węgla w jej atmosferze pochłaniają światło poza około 600 nanometrów, przesuwając jej postrzegany kolor w kierunku czerwieni, a nie błękitno-białego, którego astronomowie oczekiwaliby od jej temperatury. Sci.News również doniosła o białym karzu, wymienionym jako WD J2356-2054, który wyglądał żywo niebiesko pomimo temperatury około 4000 kelwinów — temperatury, która normalnie produkowałaby gwiazdę czerwonawą, a nie niebieską.

Zastrzeżenia

Badacze ostrożnie opisują wyniki. Agnès Kim z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii w Scranton, komentując badanie, powiedziała CNN, że powiązanie zmierzonego spektrum gwiazdy z tym, jak ludzkiego oka by ją postrzegało, łączy fizykę i biologię w sposób, który ona uważa za przekonujący. Adam Burgasser z Uniwersytetu Kalifornii w San Diego porównał ślady chemiczne w takich atmosferach do dowodów ze sceny zbrodni, które pozwalają astronomom odtworzyć historię systemu planetarnego martwej gwiazdy.

Hollands powiedział, że wraz z rozszerzaniem się badań spektroskopowych około dziesięciokrotnie w nadchodzących latach, liczba znanych zielonych białych karłów mogłaby wzrosnąć z jednego lub dwóch do gdzieś między 10 a 20, według raportu CNN Brasil o badaniu.