Астрономи виявили мертву зорю, яка світиться незвичним зеленим кольором

У Всесвіті виявили незвичайний білий карлик, який за розрахунками астрономів міг би світитися моторошним зеленуватим відтінком. Йдеться про зорю WD J1330+6435 — залишок зоряного ядра, що пережило завершення основного етапу свого існування, повідомляє Science Alert. 

Її незвичайний колір пояснюють особливостями надщільної атмосфери, а виявлені в ній хімічні елементи можуть свідчити про поглинання уламків колишньої планетної системи.

Дослідження під керівництвом астрофізика Марка Голландса з Університету Ворика у Великій Британії показало, що залишки зір можуть мати значно різноманітніші кольори, ніж очікували науковці. Результати також допомагають зрозуміти, як білі карлики взаємодіють із матеріалом планет, що колись оберталися навколо них.

Чому зоря може світитися зеленим

Зорі випромінюють світло в широкому діапазоні довжин хвиль. Їхній колір залежить передусім від температури: гарячі зорі зазвичай здаються блакитними або білими, а холодніші набувають жовтих, помаранчевих чи червоних відтінків.

Здавалося б, якщо зоря випромінює багато зеленого світла, вона має виглядати зеленою. Проте в звичайних зір спектр випромінювання охоплює різні ділянки видимого світла, які разом формують сприйманий колір. Через це навіть за сильного випромінювання в зеленій частині спектра зоря зазвичай виглядатиме білою або жовтуватою.

Білий карлик WD J1330+6435 поводиться інакше. За розрахунками дослідників, його поверхнева температура становить приблизно 4240 К. За таких умов, а також через незвичайний хімічний склад атмосфери, зоря могла б мати виразний зеленувато-жовтий, або шартрезний, відтінок.

Важливе уточнення: астрономи не спостерігали цей об'єкт зблизька неозброєним оком. Колір визначили за спектром випромінювання та моделями того, як людський зір сприймав би світло зорі.

Що таке білий карлик і чому його атмосфера незвичайна

Підписуйтеся на наші соцмережі

Білі карлики утворюються на завершальному етапі еволюції багатьох зір. Коли зоря вичерпує паливо для термоядерних реакцій, вона скидає зовнішні шари, а її ядро залишається компактним і гарячим. Надалі воно поступово охолоджується.

Маса білого карлика може бути порівнянною з масою Сонця, хоча за розмірами він приблизно відповідає Землі. Через це речовина всередині такого об'єкта надзвичайно щільна, а гравітація на його поверхні набагато сильніша, ніж у звичайних зір.

Ці умови впливають і на атмосферу. Атоми в ній розташовані настільки близько один до одного, що взаємодіють інакше, ніж у менш щільних зоряних атмосферах. У результаті вони можуть поглинати світло в ширших діапазонах довжин хвиль.

Саме цей механізм, як припускають дослідники, пояснює незвичайне забарвлення WD J1330+6435.

Як натрій і кальцій зробили зорю зеленою

Команда Голландса проаналізувала білі карлики, спектри яких уже раніше вважали незвичайними. Науковці дослідили їхнє випромінювання та розрахували, який колір ці об'єкти мали б для людського ока.

У випадку WD J1330+6435 важливу роль відіграють натрій і кальцій в атмосфері.

Натрій поглинає значну частину помаранчевого світла, а кальцій пригнічує випромінювання у фіолетовій ділянці спектра. Через це співвідношення кольорів, які доходять до спостерігача, змінюється. Зелена складова стає помітнішою, і зоря за моделями набуває незвичайного зеленуватого відтінку.

За словами Голландса, саме поглинання помаранчевої частини спектра слідами натрію допомагає пояснити моторошне зелене світіння цього білого карлика.

Дослідники також змоделювали кольори інших білих карликів. Деякі з них виявилися рожевими, фіолетовими, блакитними або бірюзовими. Це свідчить, що хімічний склад атмосфери може помітно змінювати колір зоряних залишків, а не лише їхня температура.

Чи поглинає мертва зоря уламки власних планет

Незвичайний колір — не єдина особливість WD J1330+6435. В атмосфері білого карлика також виявили літій, а разом із натрієм і кальцієм він може вказувати на наявність речовини кам'янистого походження.

Це важливо, оскільки після завершення еволюції зорі її планетна система не обов'язково зникає безслідно. Гравітаційні зміни можуть порушувати орбіти планет і менших тіл, через що уламки астероїдів та інших кам'янистих об'єктів потрапляють на білий карлик.

Якщо речовина такого походження осідає на поверхні зорі, її хімічний склад може залишити слід у спектрі. Вивчаючи ці сліди, астрономи отримують змогу досліджувати склад планетних систем, які існували мільярди років тому.

У випадку WD J1330+6435 виявлені елементи узгоджуються з версією про поглинання матеріалу колишньої планетної системи. Проте це не означає, що науковці безпосередньо спостерігали знищення планет або встановили точну історію цього процесу.

Такі дослідження належать до напряму, який називають некропланетологією. Він вивчає залишки планетних систем навколо зір, що завершили основний етап своєї еволюції.

Наскільки рідкісні незвичайні кольори зір

Більшість білих карликів справді мають білий колір або відтінки, які можна пояснити їхньою температурою. Щоб з'ясувати, наскільки поширені винятки, дослідники розглянули вибірку зі 152 білих карликів поблизу Сонячної системи.

Лише п'ять об'єктів мали кольори, що суттєво відрізнялися від очікуваних з огляду на температуру. Це приблизно один із тридцяти досліджених білих карликів.

Отже, WD J1330+6435 не доводить, що зелені зорі є поширеним явищем. Навпаки, він демонструє, наскільки рідкісними можуть бути такі властивості навіть серед об'єктів одного типу.

Відкриття також показує, що спектри білих карликів містять інформацію не лише про температуру та атмосферу, а й про можливу історію їхніх планетних систем. Незвичайний колір може стати додатковою підказкою для дослідження хімічного складу речовини, яка залишилася після руйнування планет.