Generacijama je u astronomiji važio neoboriv stav: zvezde mogu sijati crvenom, žutom, belom ili plavom svetlošću, ali nikada zelenom. Međutim, najnovije astrofizičko istraživanje razbilo je ovaj višedecenijski kosmički mit i po prvi put potvrdilo postojanje zvezda koje sijaju u do sada nezamislivim nijansama.
Mark A Garlick/University of Warwick
Novo istraživanje naučnika sa Univerziteta u Voriku (University of Warwick), objavljeno u stručnom časopisu RAS Techniques and Instruments, dokazuje da takozvani beli patuljci mogu sijati u živopisnim nijansama zelene, ružičaste i ljubičaste boje.
Šta su "zombi zvezde" i kako nastaju njihove neobične boje?
Kada zvezda mase slične našem Suncu dođe do kraja svog životnog veka i iscrpi nuklearno gorivo, ona odbacuje sopstvene spoljašnje slojeve u vidu živopisne planetarne magline. Ono što ostaje u samom centru jeste izuzetno gusto, ohlađeno i mrtvo jezgro — beli patuljak. Ovakvi kosmički "zombiji" tradicionalno se ponašaju kao idealni radijatori čija je boja svetlosti direktno određena temperaturom: ekstremno vruće zvezde emituju svetlost kraćih talasnih dužina i sijaju plavičasto, dok se hladnije postepeno pomeraju ka žutoj, narandžastoj i crvenoj.
Međutim, astrofizičari su otkrili da u slučaju belih patuljaka temperatura nije jedini režiser svetlosnog spektra. Ključni uzrok nastanka čitave palete neočekivanih boja leži u izuzetnoj gustini njihove atmosfere.
Atmosfera najhladnijih belih patuljaka dostiže zastrašujuću gustinu od 1 grama po kubnom centimetru, što odgovara gustini tečne vode i predstavlja milione puta gušću sredinu od fotosfere našeg Sunca. Pri tako ekstremnom pritisku i gustini, elementi u tragovima — poput ugljenika, kalcijuma, litijuma i natrijuma — stupaju u snažne fizičko-hemijske interakcije sa okolnom gustom helijumovom plazmom. Pod ovim uslovima, atomi pomenutih elemenata upijaju svetlost u znatno širim spektarskim opsezima nego u razređenijim atmosferama običnih zvezda, čime drastično menjaju prirodnu boju svetlosti koja napušta zvezdu.
Zvezda WD J1330+6435: Detalji o prvoj zelenoj zvezdi
U središtu ovog istorijskog otkrića nalazi se prava kosmička drama: zvezda koja je u svojoj samrtnoj fazi gravitaciono rastrgla i usisala sopstveni planetarni sistem. Upravo je ovaj čin gravitacionog kanibalizma stvorio preduslove za dosad neviđenu vizuelnu pojavu u kosmosu.
Ključne karakteristike ove jedinstvene zvezde uključuju:
- Oznaka zvezde: WD J1330+6435.
- Udaljenost i temperatura: Nalazi se na približno 284 svetlosne godine od Zemlje, sa površinskom temperaturom od oko 4.000 °C (7.232 °F).
- Šta se dogodilo: Beli patuljak je privukao i progutao stenoviti materijal svojih nekadašnjih planeta, kometa i asteroida, obogativši svoju atmosferu kalcijumom, litijumom i natrijumom.
- Hemijski proces nastanka boje: Dok kalcijum i litijum učestvuju u hemijskoj mešavini, presudnu ulogu igra dospeli natrijum. Natrijum u gustoj atmosferi belog patuljka izuzetno efikasno upija narandžasti deo svetlosnog spektra, ostavljajući za sobom "fantazmatični zeleni sjaj" u specifičnoj nijansi šartrez (žuto-zelena).
Dr Mark Holands (Mark Hollands), astronom sa Univerziteta u Voriku koji je predvodio ovo istraživanje, slikovito opisuje kako bi izgledao ovaj vizuelni spektakl:
"Tragovi natrijuma u atmosferi ovog belog patuljka upijaju narandžasti deo spektra, ostavljajući iza sebe fantazmatični zeleni sjaj. Zamislite da stojite na planeti i gledate gore u zeleno sunce. Deluje kao nešto iz naučne fantastike."
Kolekcija novih boja: Ružičaste, ljubičaste i najcrvenija zvezda u svemiru
Nijedan beli patuljak u svemiru nije nam dovoljno blizu da bismo ga mogli posmatrati direktno kroz optički teleskop ili zabeležiti klasičnom fotografijom. Zbog toga su naučnici primenili inovativan pristup: uzeli su precizno izmerene spektre zvezda — njihove jedinstvene hemijske otiske svetlosti — i propustili ih kroz napredni računarski model ljudskog vida. Ovaj model je precizno simulirao kako bi ljudska mrežnjača reagovala na specifične talasne dužine koje emituje zvezdana atmosfera, otkrivajući do sada skrivenu paletu boja.
|
Sastav atmosfere / Uzrok
|
Rezultujuća boja zvezde
|
|
Atmosfera bogata ugljenikom
|
Ružičasta ili ljubičasta
|
|
Gutanje ostataka asteroida, kometa i stenovitih planeta
|
Žućkasta
|
|
Hladniji beli patuljci sa mešavinom vodonika i helijuma
(sudari molekula vodonika sa atomima helijuma u ultragustoj atmosferi) |
Cijan ili svetloplava
|
|
Natrijum iz stenovite mase planeta u izuzetno gustoj atmosferi
|
Šartrez zelena
|
WD J1011+2845: Potencijalno najcrvenija zvezda u svemiru
Pored prve zelene zvezde, naučnici su identifikovali i objekat koji bi mogao biti najcrvenija zvezda ikada zabeležena u posmatračkoj astronomiji: belog patuljka WD J1011+2845, koji se nalazi na svega 48 svetlosnih godina od Zemlje. Ova zvezda poseduje izuzetno duboku konvekcijsku zonu koja iz njenog jezgra konstantno podiže molekule ugljenika na samu površinu. Formirani molekuli ugljenika toliko snažno apsorbuju i deformišu svetlost zvezde da joj daju duboku, nesvakidašnju nijansu losos-ružičaste boje.
Koliko su česte ove šarene zvezde?
Da bi razrešili dilemu da li su ove šarene zvezde česta pojava ili tek izolovani kosmički ekscesi, istraživači su sproveli statističku analizu na reprezentativnom uzorku od 151 belog patuljka smeštenih u krugu od 65 svetlosnih godina od Zemlje.
Sinteza dobijenih podataka otkriva jasnu sliku:
- Od 151 analizirane zvezde u našem kosmičkom komšiluku, samo 5 je pokazalo neobične boje (2 žute i 3 ružičaste).
- Statistička matematika pokazuje da približno 1 od 30 belih patuljaka u svemiru poseduje atmosferu koja generiše neku od ovih nesvakidašnjih boja.
- Ogromna većina populacije (preostalih 146 zvezda) zapravo sija toplom belom svetlošću — identično sjaju klasične sijalice sa užarenim vlaknom. Ovim nalazom naučnici su konačno ispravili rasprostranjenu zabludu u popularnoj nauci da beli patuljci uglavnom sijaju jarkom plavom svetlošću.
Koautor studije, profesor Boris Gensike (Boris Gänsicke), objašnjava šta ova razmera znači u širem kontekstu:
"Razmera jedan prema trideset možda ne zvuči kao veliki udeo, ali kada se primeni na celokupnu populaciju belih patuljaka u svemiru, to i dalje predstavlja ogromnu količinu zvezda neobičnih boja. Ipak, ako uzmemo medijanu reprezentativne populacije, prosečan beli patuljak je zaista beo."
Zaključak: Novo poglavlje u posmatranju svemira
Otkriće prve uverljivo potvrđene zelene zvezde i raznovrsne palete tonova belih patuljaka predstavlja značajan prekretnički trenutak za modernu astrofiziku. Ono nam pokazuje da hemijski sastav i ekstremni fizikalni uslovi mogu potpuno preoblikovati svetlost čak i onih nebeskih tela za koja smo smatrali da ih u potpunosti razumemo. Svemir je još jednom dokazao da je njegova mašta daleko bogatija od naših dosadašnjih teorijskih modela — i da nas u temeljno proučenim kutcima kosmosa i dalje čekaju veličanstvena vizuelna iznenađenja.
https://www.skyatnightmagazine.com/news/green-star-white-dwarf-discovery
