Кога ги замислуваме ѕвездите, обично ги поврзуваме нивните бои со температурата – постудените се црвенкасти или портокалови, ѕвездите слични на Сонцето изгледаат белузлаво, а најжешките светат со сина или синкаво-бела светлина. Но, едно ново истражување покажува дека природата има уште неколку изненадувања. Меѓу остатоците од одамна згаснати ѕвезди, астрономите идентификуваа објект што би изгледал зелено за човечкото око, но и други нијанси.

Ладното бело џуџе WDJ1330+6435 со сенишна зеленкаста боја Слика: Марк А. Гарлик, Универзитет во Ворвик

Станува збор за бели џуџиња, компактни остатоци од ѕвезда со мала до средна маса, каква што е и нашето Сонце. Кога ваквата ѕвезда ќе го потроши нуклеарното гориво, таа ги отфрла надворешните слоеви, а во нејзиниот центар останува исклучително густо јадро. Иако повеќе не произведува енергија преку вообичаените процеси на нуклеарна фузија, ѕвездата продолжува да зрачи топлина во вселената.

Белите џуџиња го добиле името затоа што првите откриени примери биле жешки и имале белузлав или синкав сјај. Но, како што покажува истражувањето предводено од Марк Холандс од Универзитетот во Ворвик, температурата не е единствениот фактор што ја одредува нивната видлива боја. Клучот е во необичните услови во нивните атмосфери.

Белите џуџиња се толку густи што  нивната атмосфера може да достигр густина од околу еден грам на кубен сантиметар, споредлива со густината на водата. Во таква средина, атомите и молекулите се однесуваат поинаку отколку во поретката атмосфера на обичните ѕвезди. Елементите присутни во мали количества можат да апсорбираат светлина во поширок опсег на бранови должини и со тоа значително да ја променат бојата што ја забележуваме.

Симулирани слики од бели џуџиња со прецизни бои. Горни леви панели: Сириус Б е најблиското бело џуџе до Сончевиот систем, со атмосфера од жежок водород, што резултира со бледо сина боја. WDJ1147-7449 е меѓу најстудените блиски бели џуџиња, што му дава безличен спектар и портокалов изглед. Горни десни панели: Конвективните обвивки во овие ладни бели џуџиња извлекле јаглерод од нивните јадра во нивните густи атмосфери доминирани од хелиум, формирајќи двоатомски молекули на јаглерод што водат до различни розови нијанси. Долни панели: Акрецијата на карпести остатоци од планетарните системи на бели џуџиња ги збогатува нивните ладни атмосфери на хелиум со елементи како што се калциум, магнезиум и натриум. Различните количини/состави на акретираниот материјал и температурите на белите џуџиња овозможуваат разновиден спектар на бои, вклучително и зелена. Всушност, сите ѕвезди би биле милиони пати посветли отколку што може да се прикаже на екранот. Слика: Марк Холандс, Универзитет во Ворвик

Највпечатлив пример е белото џуџе WD J1330+6435, оддалечено околу 280 светлосни години од Земјата, сместено во соѕвездието Змеј. Неговата температура изнесува околу 4000 °C, а во атмосферата се откриени елементи како калциум, литиум и натриум. Тие, според истражувачите, се резултат од таложење материјал од карпестите тела што некогаш го сочинувале неговиот планетарен систем.

Токму натриумот е клучен за необичната зелена боја. Во вообичаени услови, атомите на овој елемент апсорбираат светлина во тесен дел од портокаловиот спектар. Но, во екстремно густата атмосфера на белото џуџе, судирите со околните атоми на хелиум ги менуваат условите за апсорпција. Наместо тесен опсег, натриумот апсорбира светлина низ поширок дел од жолтиот, портокаловиот и црвениот спектар. Резултатот е светлина што на човечкото око би му изгледала речиси флуоресцентно жолто-зеленикава, нијанса позната како картузијанска зелена боја.

Но, зелената боја сепак не е единственото изненадување. Истражувачите откриле дека белите џуџиња богати со јаглерод можат да изгледаат розово или виолетово. Кај нив, конвективните процеси пренесуваат јаглерод од внатрешноста кон површинските слоеви, каде што се создаваат молекули што ја менуваат апсорпцијата на светлината. Други бели џуџиња, зависно од температурата и составот на атмосферата, можат да добијат жолтеникава, розова, виолетова или небесно сина (цијан) нијанса.

За да ги утврдат овие бои, астрономите го анализирале спектарот на ѕвездите, „отпечатоците“ од светлината што ги откриваат нејзините бранови должини, коишто потоа ги обработиле со модел на човечкиот вид. На овој начин успеале да пресметаат како ѕвездите би изгледале доколку можеме да ги видиме нивните дискови од непосредна близина.

Розово бело џуџе. Ладното бело џуџе WDJ0902+2010 поседува длабока конвективна зона во својата надворешна обвивка, во која доминира хелиум. Оваа конвективна зона допрела до јадрото на белото џуџе, издигнувајќи го јаглеродот од внатрешноста кон површината, каде што се формираат јаглеродни молекули. Овие молекули (C2) силно ја апсорбираат светлината во целиот оптички опсег – вклучувајќи ги сините, зелените и жолтите бранови должини – поради што WDJ0902+2010 за човечкото око изгледа розово. Слика: Марк А. Гарлик, Универзитет во Ворвик

Во истражувањето, објавено во RAS Techniques and Instruments, бил анализиран примерок од 151 бело џуџе во радиус од околу 65 светлосни години од Земјата. Резултатите покажале дека необичните бои се ретки, но не и невозможни: приближно едно од триесет бели џуџиња би можело да има впечатлива нијанса.

Тоа не значи дека белите џуџиња се вообичаено зелени или розови, најчестата просечна боја и натаму е белата. Сепак, откритието покажа дека температурата не е единствен фактор што ја одредува бојата на ѕвездите. Во екстремните услови на нивната атмосфера, хемијата може да ја промени бојата на светлината што допира до нас.