Астрономы нашли первую зелёную звезду и самую красную из когда-либо зарегистрированных

Несмотря на название, белые карлики во Вселенной могут светиться самыми разными цветами — даже зелёным. Впервые астрономы обнаружили звезду, которая кажется человеческому глазу зелёной, и самую красную из когда-либо зарегистрированных. Эти «выбивающиеся» звёзды объясняют, как некоторые белые карлики выглядели бы зелёными, розовыми, голубыми, жёлтыми и фиолетовыми, если бы мы видели их вблизи. Исследование опубликовано в журнале RAS Techniques and Instruments.

Что такое белые карлики. Это плотные остатки, которые остаются после того, как звёзды вроде нашего Солнца заканчивают жизненный цикл. Обычно цвет звезды зависит от температуры: холодные — оранжевые, тёплые вроде Солнца — белые, самые горячие светят бледно-голубым. Астрономы считали, что белые карлики подчиняются тому же правилу.
«Большинство звёзд, включая большинство белых карликов, ведут себя как "идеальные излучатели", поэтому их цвет почти полностью определяется температурой. Но никто по-настоящему не изучал, что ещё возможно для белых карликов. Оказалось, эти невероятно плотные звёзды могут производить цвета, которых никто не ожидал», — говорит соавтор Марк Холландс из Уорикского университета.

Ключ — плотность. Атмосферы самых холодных белых карликов могут достигать плотности воды и быть в миллионы раз плотнее фотосферы Солнца. В таких условиях следовые элементы (углерод, кальций, натрий) взаимодействуют с плотной гелиевой плазмой и поглощают свет в более широком спектре, чем при низкой плотности. Это смещает цвет звезды от типичных оранжевого, белого и голубого.

Как определяли цвет. Ни один белый карлик не находится достаточно близко, чтобы увидеть его цвет напрямую. Поэтому команда рассчитала цвет по спектру — «отпечатку пальцев» звезды, который получается при разложении света по длинам волн. Спектры прогнали через компьютерную модель человеческого зрения.

Результаты по группам. Богатые углеродом белые карлики выглядят розовыми или фиолетовыми. Звёзды, обогащённые обломками астероидов и комет, — более жёлтые. Холодные белые карлики со смесью водорода и гелия — голубоватые.

Первая зелёная. Самый яркий пример — WD J1330+6435. Температура — около 4000°C, расстояние — 284 световых года. Звезда собрала каменистый материал из своей планетной системы, обогатив атмосферу кальцием, литием и натрием. Результат в моделях — зелёный цвет. Насколько известно исследователям, ни одна другая звезда — живая или мёртвая — не была достоверно описана как зелёная.
«Следы натрия в атмосфере этого белого карлика поглощают оранжевую часть спектра, оставляя призрачное зелёное свечение. Представьте, что стоите на планете и смотрите вверх на зелёную звезду. Это похоже на что-то из научной фантастики», — добавляет Холландс.

Самая красная. На противоположном конце — WD J1011+2845, всего в 48 световых годах от Земли. У неё глубокая конвекционная зона, полная углерода, поднятого из ядра на поверхность. Молекулы углерода искажают свет так сильно, что почти всё излучение смещается в длины волн за 600 нанометров. Это даёт необычное глубокое лососёво-розовое свечение.

Насколько это редко. Команда изучила 151 белый карлик в пределах 65 световых лет от Земли. Только пять показали необычные цвета: два жёлтых и три розовых. Это значит, что примерно 1 из 30 белых карликов во Вселенной светит необычным цветом.

Миф о голубых карликах. Медианная цветовая температура выборки — около 6800 K, что наши глаза воспринимают как белый. Это исправляет распространённое заблуждение, что белые карлики обычно голубые.
«Один из тридцати может звучать как небольшая доля, но по всей популяции белых карликов во Вселенной это всё ещё много необычно окрашенных звёзд. Однако если взять медиану по репрезентативной популяции, средний белый карлик действительно белый», — добавляет соавтор Борис Гензике.

Подписывайтесь на «Научный метод» — здесь наука становится интересной и понятной.