Астрономы впервые обнаружили во Вселенной зелёную звезду

Люди видят разные звёзды. Для некоторых, кто путешествует, звёзды являются путеводителями. Для других они не больше чем маленькие светила. Это цитата из "Маленького принца" напоминает, что человеческий взгляд придаёт ночному небу множество значений. Однако астрономия утверждает, что свет, испускаемый небесными телами, подчиняется чётко определённым физическим законам, в том числе Закону Вьена, фундаментальному правилу, связывающему температуру звезды с её цветом.

Недавнее открытие WD J1330+6435, белого карлика, расположенного примерно в 280 световых годах от Земли в созвездии Дракона, удивило научное сообщество, так как эта звезда имеет зеленый цвет. Это первое задокументированное открытие звезды такого цвета во Вселенной.

Белые карлики — это плотные остаточные ядра звезд низкой и средней массы, которые исчерпали свой ядерный топлив и выбросили свои внешние слои. Сжимая примерно половину массы Солнца в объем, подобный Земле, эти объекты часто светятся бледно-белым светом. В случае WD J1330+6435, однако, химический состав поверхностных слоев изменил конечный результат.

Планетарный пир, изменивший свет.

Изменение цвета произошло потому, что экстремальная гравитация белого карлика привлекла и разрушила каменные обломки древних планет, вращающихся вокруг него. Впитывание этого материала обогатило атмосферу звезды элементами, такими как кальций, литий и, особенно, натрий.

При нормальных условиях атомы натрия поглощают очень конкретный диапазон оранжевого света, который имеет тот же оттенок, что и некоторые уличные лампы. Однако окружающая среда WD J1330+6435 изменила это поведение.

"В этом белом карлике плотность так высока, что атомы натрия постоянно подвергаются бомбардировке атомами гелия из окружающих их слоев, что изменяет атомные уровни энергии натрия", — объяснил астрофизик Марк Холландс из Университета Уорика в Англии и главный автор исследования, опубликованного в журнале RAS Techniques and Instruments.Исследование, опубликованное в журнале RAS Techniques and Instruments. .

Поскольку звезда сжимает примерно в 165 тысяч раз больше массы Земли в меньшем объеме, присутствие натрия начало блокировать не только оранжевый свет, но и диапазоны желтого и красного.

"В итоге атомы натрия больше не поглощают очень узкий диапазон оранжевого света: они поглощают желтые, оранжевые и некоторые красные длины волн. И что остается, так это звезда, которая имеет красивый желто-зеленоватый блеск", — подчеркнул Холландс.

Астроном Борис Гэнсикке, соавтор исследования, сравнивает это явление с работой палитры красок: удаляя определенные цвета из первоначального смеси, испускаемой звездой, свет, который удается выбраться, приобретает зеленоватый оттенок.

Симулированные изображения с точной цветопередачей белых карликов. Изображения слева: Сириус B — это самый близкий к Солнечной системе белый карлик. Его горячая атмосфера водорода придает ему бледно-голубой цвет. В свою очередь, WD J1147–7449 находится среди самых холодных белых карликов в окрестностях, демонстрируя безразличный спектр и оранжевый вид. Изображения справа: в слоях конвекции этих холодных белых карликов углерод вытягивается из ядра в их плотные атмосферы, богатые гелием. Это приводит к образованию молекул диатомного углерода, что в результате дает различные оттенки розового. Изображения внизу: притяжение каменных обломков планетарных систем к белым карликам обогащает их холодные гелиевые атмосферы элементами, такими как кальций, магний и натрий. Переменные количества и состава поглощенного материала, в сочетании с разными температурами белых карликов, создают широкий спектр цветов, включая зеленый. На самом деле, все звезды были бы в миллионы раз ярче, чем то, что может быть показано на экране. Источник: Марк А. Гарлик/Университет Уоррика.

Что такое закон Вьена и почему он не создает "зеленых звезд"?

Редкость открытия можно понять только через закон Вьена, сформулированный в конце XIX века немецким физиком Вильгельмом Вьеном. Этот закон устанавливает, что доминирующий цвет, испускаемый нагретым телом, напрямую зависит от его температуры:

• Холодные звезды: испускают в основном свет с низкой энергией, представляя оттенки красного или оранжевого;

• Экстремально горячие звезды: испускают свет с высокой энергией, сверкая в голубоватых тонах;

• Звезды с промежуточной температурой: как наше Солнце, их максимальная точка испускания именно в диапазоне зеленого света.

Почему Солнце не кажется нам зеленым?

Хотя Закон Вьена показывает, что большая часть энергии, испускаемой Солнцем, находится в зеленом диапазоне, оно также испускает большие количества синего и красного света одновременно. Когда все эти цвета достигают глаз человека вместе, смесь стимулирует рецепторы нашего зрения сбалансированным образом. В результате мы видим солнечный свет как белый (или желтый из-за эффектов земной атмосферы).

По этой строго физической причине нет обычных зеленых звезд на небе. WD J1330+6435 смогла продемонстрировать этот уникальный оттенок только потому, что она не зависела только от своего естественного термического свечения: ее атмосфера действовала как химический фильтр, который вычел синие, красные и желтые тона, пропуская только зеленый свет.