|
Удивительные истинные цвета белых карликов
|
|
|
|
Астрономы из Уорикского университета показали, что белые карлики могут светиться разными цветами, в том числе впервые была обнаружена звезда, которая кажется человеку зеленой. Для большинства звезд цвет является показателем температуры. Более холодные звезды имеют оранжевый цвет, звезды, подобные нашему Солнцу, — белый, а самые горячие светятся бледно-голубым, как раскаленное докрасна, а затем добела железо в кузнечном горне.
|
|
|
|
Считалось, что белые карлики — плотные остатки звезд, подобных Солнцу, которые доживают до конца своей жизни, — подчиняются тому же правилу. Они получили свое название из-за того, что самые первые обнаруженные белые карлики были удивительно горячими и светились белым или бледно-голубым светом. Но являются ли оранжевый, белый и синий единственными цветами, в которые может быть окрашена звезда на ночном небе?
|
|
|
|
Согласно новому исследованию Уорикского университета, ответ на этот вопрос — «нет». В новом исследовании, опубликованном в журнале RAS Techniques and Instruments, показано, что если бы мы могли рассмотреть белые карлики вблизи, то увидели бы, что они светятся зеленым, розовым, голубым, желтым и фиолетовым.
|
|
|
|
|
|
|
«Большинство звезд, в том числе большинство белых карликов, ведут себя как «идеальные излучатели», поэтому их цвет почти полностью определяется температурой». Но никто по-настоящему не рассматривал, что еще может быть возможным для белых карликов", - сказал доктор Марк Холландс, стипендиат премии Уорика в группе астрономии и астрофизики Уорикского университета, который руководил работой.
|
|
|
|
"Оказывается, эти невероятно плотные звезды могут излучать цвета, которых никто не ожидал, и некоторые из них меня искренне удивили".
|
|
|
|
Ключевым моментом является плотность. Плотность атмосферы самых холодных белых карликов может достигать примерно 1 грамма на кубический сантиметр, что примерно равно плотности воды и в миллионы раз плотнее фотосферы Солнца.
|
|
|
|
В этих условиях любые присутствующие микроэлементы, такие как углерод, кальций и натрий, взаимодействуют с окружающей плотной гелиевой плазмой и поглощают свет в более широком диапазоне цветов, чем при более низкой плотности. Это смещает цвет звезды в сторону от оранжевого, белого и синего цветов идеального излучателя.
|
|
|
|
Ни одна звезда - белый карлик не находится достаточно близко, чтобы ее цвет можно было увидеть непосредственно, поэтому команда рассчитала его на основе данных, которые астрономы уже регулярно собирают: спектр звезды, "отпечаток пальца", образующийся, когда звездный свет разделяется по длине волны, подобно тому, как призма расщепляет солнечный свет на радугу.
|
|
|
|
Прогон этих спектров с помощью модели цветового зрения человека показал, каким цветом будет восприниматься глазом свет каждой звезды. Это напоминание о том, как много можно узнать по спектру: не только о температуре звезды или ее химическом составе, но и о ее истинном цвете.
|
|
|
|
Применив этот метод к белым карликам по всему небу, ученые обнаружили, что по цвету их можно разделить на несколько групп, каждая из которых связана с составом атмосферы звезды.
|
|
|
|
Белые карлики с высоким содержанием углерода обычно имеют розовый или фиолетовый оттенок, а те, в атмосфере которых много обломков разрушенных астероидов и комет — остатков старых планетных систем, — имеют желтый оттенок. Более холодные белые карлики с атмосферой, состоящей из смеси водорода и гелия, часто имеют зеленовато-голубой или бледно-голубой оттенок из-за столкновения молекул водорода с атомами гелия в их сверхплотных атмосферах.
|
|
|
|
Самый яркий пример — звезда WD J1330+6435, температура которой составляет около 4000 градусов по Цельсию (7232 градуса по Фаренгейту). Она аккрецировала каменистые частицы из своей планетной системы. Это обогатило ее атмосферу кальцием, литием и натрием, из-за чего в моделях ученых она приобрела зеленовато-желтый оттенок.
|
|
|
|
Насколько известно исследователям, ни одна другая звезда, ни живая, ни мертвая, никогда не имела зеленоватого оттенка, так что это первая по-настоящему зеленая звезда в галактике.
|
|
|
|
Холландс добавил: «Следы натрия в атмосфере этого белого карлика поглощают оранжевую часть спектра, оставляя после себя призрачное зеленое свечение. Представьте, что вы стоите на какой-нибудь планете и смотрите на зеленую звезду. Прямо как в научной фантастике».
|
|
|
|
С другой стороны, ученые обнаружили звезду, которая может быть самой красной из всех известных. WD J1011+2845, ближайший белый карлик, расположенный всего в 48 световых годах от Земли, имеет глубокую конвективную зону, из которой углерод поднимается от ядра к поверхности.
|
|
|
|
Образующиеся молекулы углерода настолько сильно искажают свет звезды, что почти весь он смещается в диапазон длин волн свыше 600 нанометров, создавая глубокое лососево-розовое свечение, не похожее ни на что, что можно увидеть у обычных звезд.
|
|
|
|
Ученые также изучили репрезентативную выборку из 151 белого карлика в радиусе 20 парсеков (около 65 световых лет) от Земли. Пять из них имели необычную окраску: два были желтыми, а три — розовыми. Это позволяет предположить, что примерно каждый 30-й белый карлик во Вселенной излучает свет необычного цвета.
|
|
|
|
Для оставшихся 146 белых карликов команда измерила цветовую температуру, которая сравнивает цвет объекта с цветом идеального излучателя и обычно используется для описания цвета лампочек («тёплый белый» при 3000 К, «холодный белый» при 6000 К). Медианная цветовая температура в выборке составила примерно 6800 кельвинов, что соответствует белому цвету.
|
|
|
|
Это опровергает распространённое в астрономии заблуждение о том, что белые карлики обычно имеют голубой оттенок: более горячие и голубые белые карлики ярче, и их можно увидеть с большего расстояния, поэтому они чаще встречаются в исследованиях, где учитывается только яркость.
|
|
|
|
Профессор Борис Гэнске с факультета физики Уорикского университета сказал: «Может показаться, что один из 30 — это не так уж много, но если взять всю совокупность белых карликов во Вселенной, то окажется, что это довольно много звезд с необычным цветом. Тем не менее, если взять медианное значение для репрезентативной выборки белых карликов, то окажется, что средний белый карлик действительно белый».
|
|
|
|
Источник
|
