Астрономы впервые обнаружили зеленую звезду

Фото из открытых источников

Универсальная палитра звёзд и звёздных объектов пополнилась ещё несколькими цветами. Это открытие стало результатом интересного исследования того, как на самом деле выглядят белые карлики из-за вещества, содержащегося в их атмосферах. Результаты исследования были опубликованы в журнале RAS Techniques and Instruments (RASTI).

Звезды образуются путем термоядерного синтеза водорода в своем ядре. В этот период они находятся на главной последовательности. Звезды главной последовательности имеют узкий диапазон цветов, который зависит от их температуры.

Если рассматривать их вблизи, все эти звезды будут яркими, но по цвету они варьируются от бледно-оранжевого/красного до белого цвета Солнца и бледно-голубого цвета самых горячих звезд. Спектр — радуга — их света изменяется исключительно из-за температуры.

Звезды, подобные нашему Солнцу и более массивным, в конечном итоге перестанут синтезировать водород. Они сожмутся, ядро нагреется до температуры, достаточной для синтеза гелия, и они раздуются, превратившись в красные гиганты. В конце концов, запасы гелия тоже иссякнут. Меньшие из этих звезд, такие как наша, сбросят свой внешний слой, а ядро сожмется, превратившись в белый карлик.

Как следует из названия, эти объекты белые. Сначала они светятся чрезвычайно ярко. Их свечение обусловлено не ядерными процессами, а сильным жаром, накопившимся внутри во время их образования. В конце концов, вы помещаете объект с массой, составляющей половину массы Солнца, в сферу размером с Землю!

В то же время эти объекты могут быть загрязнены множеством различных элементов. Это влияет на спектр объектов, в некоторых случаях значительно. И это подняло важный вопрос.

«Некоторые из сложных особенностей, которые мы видим в спектрах, наблюдаются на тех же длинах волн, к которым чувствительны наши глаза», — сказал ведущий автор исследования Марк Холландс из Уорикского университета. «Этот вопрос всегда волновал меня с самого начала моей карьеры: интересно, как бы выглядели эти звезды, если бы их можно было увидеть. Влияют ли эти очень странные особенности на то, что мы могли бы увидеть, если бы могли посетить эти звезды вблизи?»

Новая работа демонстрирует, что некоторые белые карлики могут вовсе не казаться белыми.

Исследовательская группа изучила 151 белый карлик, находящийся в пределах 20 парсеков (около 65 световых лет) от Земли. Лишь у немногих из них были необычные цвета, а средний цвет для большинства из них соответствовал белому цвету, излучаемому электронными дисплеями.

По оценкам исследователей, подобные особенности наблюдаются лишь у одного из 30 белых карликов в галактике. Для некоторых звёзд это связано с температурой; остывающий белый карлик будет приобретать более красные оттенки, как и более холодные звёзды. Но для ряда других звёзд причиной необычных цветов, по-видимому, является загрязнение.

Фаза красного гиганта может быть разрушительной для звёздной системы. Маловероятно, что наша собственная переживёт превращение Солнца в белый карлик. Высвобождающийся космический материал может превратиться в новую планету, как мы недавно видели в другом исследовании, и он также падает на белый карлик.

Эти объекты должны состоять только из водорода и гелия, поэтому наличие других элементов является признаком того, что на бывшую звезду падает что-то — и они также могут выполнять и другие функции.

«Эти химические элементы могут настолько сильно искажать спектры этих звезд, что наши глаза будут к этому чувствительны», — сказал Холландс.

Это не относится ко всем белым карликам, но, как подчеркивается в этой работе, существуют поистине впечатляющие примеры. Самый интересный из них — белый карлик J1330+6435, который — благодаря натрию в его атмосфере, поглощающему значительную часть оранжевого, красного и желтого света — выглядит призрачно-салатово-зеленым. 

Существуют также звёзды, цвет которых определяется внутренними процессами. Белые карлики, которые остыли, могут образовывать конвекционную зону, поднимающую некоторые молекулы углерода во внешние слои. Эти молекулы поглощают свет в полосах, и это своеобразное сочетание может приводить к появлению белых карликов нежно-розового или даже лососево-розового цвета.

«Как астроном, и все остальные, вы задаетесь вопросом, как же на самом деле выглядят эти объекты», — сказал Холландс. «Вы изучаете их и пытаетесь понять физику, но туда вы не можете попасть. Но вы задаетесь вопросом, каково было бы, если бы это было возможно. Возможно, это самое близкое, что мы можем сделать, по крайней мере, на данный момент».

Физика не всегда открывает неизвестное; она также может приблизить космическое к тому, что поддаются нашему восприятию. И оказывается, розовые и зеленые звезды теперь существуют.