W przypadku większości gwiazd barwa zdradza ich temperaturę. Te chłodniejsze mają odcień pomarańczowy, gwiazdy podobne do Słońca jaśnieją na biało, a najgorętsze przybierają bladoniebieską poświatę. Tak samo zachowuje się metal w kuźni: gdy go podgrzewamy, najpierw robi się czerwony, potem pomarańczowy, aż w końcu osiąga rozżarzoną biel.
WIDEO…
Jak powstają białe karły?
Do tej pory astronomowie zakładali, że białe karły, czyli gęste pozostałości po gwiazdach o małej i średniej masie, które zakończyły swoje życie, w większości podlegają tej samej zasadzie. Białe karły powstają z gwiazd o masie do ok. 8 mas Słońca. Takie gwiazdy przez miliardy lat spalają wodór, a potem hel. Gdy paliwo się kończy, zewnętrzne warstwy zostają odrzucone, a odsłonięte jądro, głównie węgiel i tlen, kurczy się i staje białym karłem.
W konsekwencji powstają obiekty o masie porównywalnej ze Słońcem, wielkości zbliżonej do Ziemi i o tak ogromnej gęstości, że łyżeczka ich materii ważyłaby tony. Nasze Słońce, po wypaleniu paliwa, również zmieni się w białego karła. Białe karły zawdzięczają swoją nazwę temu, że pierwsze odkryte obiekty tego typu były zaskakująco gorące i świeciły na biało lub bladoniebiesko. Jednak nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Warwick pokazują, że gdybyśmy mogli oglądać niektóre białe karły z bliska, widzielibyśmy je świecące na zielono, różowo, turkusowo, żółto i fioletowo.
Kolor zależy od temperatury i gęstości atmosfery
– Większość gwiazd, w tym większość białych karłów, zachowuje się jak „idealne promienniki”, a ich kolor zależy niemal wyłącznie od temperatury. Nikt jednak tak naprawdę nie zbadał, jakie inne możliwości istnieją w przypadku białych karłów. Okazuje się, że te niewiarygodnie gęste gwiazdy mogą przybierać kolory, których nikt się nie spodziewał. Niektóre z nich naprawdę mnie zaskoczyły – powiedział kierujący badaniami dr Mark Hollands z Uniwersytetu w Warwick.
Jak doszło do tego, że białe karły wymykają się tej zasadzie? Najważniejsza tutaj jest gęstość. Atmosfery najchłodniejszych białych karłów mogą osiągać gęstość około 1 grama na centymetr sześcienny, czyli zbliżoną do gęstości wody i miliony razy większą niż gęstość fotosfery Słońca.
W takich warunkach obecne w atmosferze pierwiastki śladowe, takie jak węgiel, wapń i sód, oddziałują z otaczającym je gęstym helem i pochłaniają światło w szerszym zakresie barw niż przy mniejszej gęstości. Sprawia to, że kolor gwiazdy odbiega od pomarańczowego, białego i niebieskiego, charakterystycznych dla idealnego promiennika (czyli ciała doskonale czarnego).
Niestety, żaden biały karzeł nie znajduje się na tyle blisko, by można było bezpośrednio dostrzec jego kolor. Dlatego zespół obliczył ich barwy na podstawie danych, które astronomowie i tak rutynowo zbierają: widm gwiazd, czyli „odcisków palca” powstających po rozdzieleniu ich światła według długości fal.
Co zobaczyłoby ludzkie oko?
Przetworzenie tych widm za pomocą modelu ludzkiego widzenia barw pozwoliło ustalić, jaki kolor miałoby dla oka światło każdej z gwiazd. To pokazuje, jak wiele można odczytać z widma: nie tylko temperaturę gwiazdy czy jej skład chemiczny, ale również jej prawdziwy kolor.
Jak wynika z analizy, węgiel nadaje białym karłom różowy lub fioletowy kolor, szczątki skalne skutkują odcieniami żółci, a mieszanina wodoru i helu nadaje im barwę turkusową. Zespół zidentyfikował też pierwszą znaną gwiazdę świecącą na zielono. Jest to WD J1330+6435, w atmosferze której odnaleziono sód pochłaniający pomarańczowe światło. Z kolei WD J1011+2845 może być najczerwieńszym znanym białym karłem.
Nietypowe barwy ma około jeden na 30 białych karłów. Przeciętny przedstawiciel tej grupy pozostaje jednak biały. – Jeden na 30 może nie wydawać się dużym odsetkiem, ale w całej populacji białych karłów we Wszechświecie nadal oznacza to mnóstwo gwiazd o osobliwych kolorach. Jeśli jednak wyznaczymy medianę dla reprezentatywnej populacji białych karłów, okazuje się, że przeciętny biały karzeł naprawdę jest biały – podsumowuje profesor Boris Gänsicke z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Warwick.
Źródło: RAS Techniques and Instruments
