Астрономы выяснили, что некоторые белые карлики могут выглядеть зелёными, розовыми и даже фиолетовыми. Исследователи из Университета Уорика рассчитали, как человеческий глаз воспринимал бы свет этих звёздных остатков, и обнаружили, что их цвет зависит не только от температуры, но и от химического состава атмосферы. Один из объектов, WD J1330+6435, по расчётам имеет необычный зеленоватый оттенок.
Белые карлики — плотные остатки звёзд, подобных Солнцу, которые завершили свою эволюцию и сбросили внешние оболочки. Обычно цвет звезды связывают прежде всего с температурой: относительно холодные звёзды выглядят красноватыми или оранжевыми, а более горячие — белыми или голубоватыми. Однако атмосферы белых карликов настолько плотные, что химические элементы в них могут поглощать свет необычным образом и менять воспринимаемый цвет.
Почему белый карлик может выглядеть зелёным
Один из самых необычных объектов исследования — белый карлик WD J1330+6435 с температурой около 4000 °C. В его атмосферу попал материал каменистых тел из собственной планетной системы. В результате атмосфера обогатилась элементами, включая натрий, кальций и литий.
Из-за чрезвычайно высокой плотности атмосферы натрий поглощает свет в широкой области спектра, охватывающей жёлтые, оранжевые и красные длины волн. Оставшийся свет придаёт звезде зеленоватый оттенок, близкий к цвету шартрез — светлому жёлто-зелёному.
Это не означает, что астрономы непосредственно увидели зелёный диск звезды в телескоп. Цвет рассчитали на основе спектральных данных и модели человеческого зрения. По оценке исследователей, WD J1330+6435 может быть первым убедительно установленным примером звезды, которая выглядела бы зелёной для человеческого глаза.
Цветопередача на этих смоделированных изображениях белых карликов соответствует их реальным цветам. Верхний ряд, слева: Сириус B — ближайший к Солнечной системе белый карлик. Его горячая водородная атмосфера придаёт ему бледно-голубой оттенок. Верхний ряд, справа: конвективные оболочки этих холодных белых карликов поднимают углерод из их недр в плотные атмосферы, состоящие преимущественно из гелия. Там образуются двухатомные молекулы углерода, придающие звёздам различные оттенки розового. Нижний ряд: аккреция каменистых обломков из планетных систем белых карликов обогащает их холодные гелиевые атмосферы такими элементами, как кальций, магний и натрий. Автор изображения: Марк Холландс, Уорикский университет.
Откуда берётся розовый цвет
Другой механизм обнаружили у белых карликов, в атмосферах которых преобладает гелий. В некоторых из них глубокие конвективные слои поднимают углерод из внутренних областей звезды к поверхности. Там образуются молекулы углерода C₂, поглощающие свет в широком диапазоне видимых длин волн.
В результате некоторые белые карлики приобретают розовый или фиолетовый оттенок. Один из таких объектов — WDJ0902+2010. Исследователи также выделили белый карлик WD J1011+2845, находящийся примерно в 48 световых годах от Земли. По расчётам, он может оказаться одной из самых красных известных звёзд: его свет имеет глубокий лососево-розовый оттенок.
Насколько редки необычные цвета
Исследователи рассмотрели репрезентативную выборку из 151 белого карлика в пределах 20 парсеков от Солнца — примерно 65 световых лет. У пяти объектов обнаружились необычные цвета: два выглядели бы жёлтыми, а три — розовыми. Это указывает на то, что необычный оттенок может иметь примерно один белый карлик из тридцати.
При этом средний белый карлик действительно выглядит белым. Медианная цветовая температура изученной выборки составила около 6800 кельвинов. Распространённое представление о том, что белые карлики обычно голубые, отчасти связано с особенностями наблюдений: более горячие и голубые объекты ярче, поэтому их легче обнаруживать на больших расстояниях.
Результаты исследования показывают, что спектр звезды позволяет узнать не только её температуру и химический состав, но и рассчитать, каким будет её цвет для человеческого зрения. Работа учёных опубликована в журнале RAS Techniques and Instruments.
