Ένα άστρο που φαίνεται πράσινο και άλλοι λευκοί νάνοι με ροζ, μωβ και κυανές αποχρώσεις, ανατρέπουν τις μέχρι τώρα αντιλήψεις για το χρώμα των αστρικών υπολειμμάτων.
Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι οι λευκοί νάνοι ακολουθούν τον ίδιο βασικό κανόνα με τα περισσότερα άστρα: το χρώμα τους καθορίζεται κυρίως από τη θερμοκρασία τους.
Νέα έρευνα, όμως, από το Πανεπιστήμιο του Warwick αποκαλύπτει ότι η πραγματικότητα είναι πολύ πιο σύνθετη.
Σύμφωνα με τη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό RAS Techniques and Instruments, ορισμένοι λευκοί νάνοι θα μπορούσαν να εμφανίζονται πράσινοι, ροζ, μωβ, κίτρινοι ή κυανοί, αν τους παρατηρούσαμε από κοντά.
Γιατί οι λευκοί νάνοι εμφανίζουν διαφορετικά χρώματα;
Οι λευκοί νάνοι είναι τα εξαιρετικά πυκνά αστρικά υπολείμματα που απομένουν όταν άστρα, παρόμοια με τον Ήλιο, ολοκληρώνουν την εξέλιξή τους.
Η ατμόσφαιρά τους μπορεί να παρουσιάζει συνθήκες τόσο ακραίες, ώστε ακόμη και μικρές ποσότητες χημικών στοιχείων να επηρεάζουν σημαντικά το φως που εκπέμπουν. Σε αυτές τις συνθήκες, στοιχεία όπως ο άνθρακας, το ασβέστιο και το νάτριο αλληλεπιδρούν με το πυκνό περιβάλλον ηλίου και απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος. Έτσι, το φως που φτάνει στον παρατηρητή μπορεί να έχει διαφορετικό χρώμα από εκείνο που θα αναμενόταν μόνο βάσει της θερμοκρασίας του άστρου.
Για να υπολογίσουν τις πραγματικές αποχρώσεις τους, οι ερευνητές ανέλυσαν τα φάσματα των λευκών νάνων και τα επεξεργάστηκαν με μοντέλα ανθρώπινης χρωματικής όρασης.
Ο πρώτος γνωστός πράσινος αστέρας
Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι ο λευκός νάνος WD J1330+6435, με θερμοκρασία περίπου 4.000 βαθμών Κελσίου.
Το άστρο έχει συσσωρεύσει υλικό από βραχώδη σώματα του πλανητικού του συστήματος, με αποτέλεσμα η ατμόσφαιρά του να περιέχει ασβέστιο, λίθιο και νάτριο. Σύμφωνα με τα μοντέλα των επιστημόνων, η παρουσία αυτών των στοιχείων, και ιδιαίτερα η απορρόφηση του πορτοκαλί φωτός από το νάτριο, δημιουργεί μια ασυνήθιστη κιτρινοπράσινη απόχρωση.
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι, με βάση τις διαθέσιμες γνώσεις τους, δεν έχει αναφερθεί μέχρι σήμερα άλλο άστρο με εξίσου αξιόπιστα τεκμηριωμένο πράσινο χρώμα.
Από το ροζ έως το κυανό
Η έρευνα εντόπισε και άλλες εντυπωσιακές χρωματικές κατηγορίες. Οι λευκοί νάνοι με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα εμφανίζονται συνήθως ροζ ή μωβ, ενώ εκείνοι που έχουν εμπλουτιστεί με υλικό από διαλυμένους αστεροειδείς και κομήτες μπορούν να παρουσιάζουν κιτρινωπές αποχρώσεις.
Αντίστοιχα, ορισμένοι ψυχρότεροι λευκοί νάνοι, με ατμόσφαιρες που περιέχουν υδρογόνο και ήλιο, εμφανίζουν κυανές ή απαλές γαλάζιες αποχρώσεις. Το φαινόμενο σχετίζεται με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων υδρογόνου και ατόμων ηλίου στην εξαιρετικά πυκνή ατμόσφαιρά τους.
Οι επιστήμονες εντόπισαν επίσης τον WD J1011+2845, σε απόσταση περίπου 48 ετών φωτός από τη Γη, ο οποίος ενδέχεται να συγκαταλέγεται στα πιο κόκκινα άστρα που έχουν καταγραφεί. Η παρουσία άνθρακα στην επιφάνειά του μεταβάλλει έντονα το φάσμα του φωτός του, προσδίδοντάς του ένα βαθύ σομόν-ροζ χρώμα.
Οι περισσότεροι λευκοί νάνοι παραμένουν λευκοί
Παρά τις εντυπωσιακές εξαιρέσεις, η έρευνα δείχνει ότι το λευκό παραμένει το συνηθέστερο χρώμα. Η ομάδα εξέτασε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα 151 λευκών νάνων σε απόσταση έως 20 parsecs, δηλαδή περίπου 65 έτη φωτός από τη Γη. Πέντε από αυτούς εμφάνισαν ασυνήθιστες αποχρώσεις: δύο κίτρινες και τρεις ροζ.
Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι περίπου ένας στους 30 λευκούς νάνους ενδέχεται να έχει ασυνήθιστο χρώμα. Παράλληλα, η μέση θερμοκρασία χρώματος του δείγματος ήταν περίπου 6.800 Kelvin, τιμή που αντιστοιχεί σε λευκό φως. Το εύρημα διορθώνει και μια συνηθισμένη παρανόηση: οι λευκοί νάνοι δεν είναι κατά κανόνα μπλε. Οι θερμότεροι και πιο γαλάζιοι λευκοί νάνοι είναι φωτεινότεροι και εντοπίζονται ευκολότερα σε μεγαλύτερες αποστάσεις, με αποτέλεσμα να υπερεκπροσωπούνται σε ορισμένες αστρονομικές έρευνες.
Ένα νέο παράθυρο στη φυσική των άστρων
Η μελέτη αναδεικνύει ότι το χρώμα ενός άστρου δεν αποκαλύπτει μόνο τη θερμοκρασία του. Μπορεί επίσης να προσφέρει πληροφορίες για τη χημική σύσταση της ατμόσφαιράς του και για τα υλικά που έχουν συσσωρευτεί από το περιβάλλον του.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η ανίχνευση στοιχείων που προέρχονται από αστεροειδείς και κομήτες, καθώς μπορεί να προσφέρει ενδείξεις για τη σύνθεση πλανητικών συστημάτων που έχουν πλέον καταστραφεί.
Έτσι, ακόμη και τα αστρικά υπολείμματα που θεωρούνταν σχετικά απλά ως προς την εμφάνισή τους, αποδεικνύονται πολύ πιο ποικιλόμορφα. Και κάπου στον Γαλαξία, σύμφωνα με τους υπολογισμούς των αστρονόμων, ένας λευκός νάνος μπορεί να λάμπει με ένα απόκοσμο πράσινο φως.
https://warwick.ac.uk/news/pressreleases/astronomers-reveal-true-colours-of-white-dwarf-stars
https://academic.oup.com/rasti/article/doi/10.1093/rasti/rzag069/8914458