Ten biały karzeł jest zielony. Skąd te kolory?

Wyniki najnowszych obserwacji zaskoczyły badaczy: okazało się, że białe karły nie muszą wyglądać tak, jak sugeruje ich nazwa. Wśród obiektów przebadanych w odległości do 20 parseków od Ziemi (czyli około 65 lat świetlnych) znalazł się przypadek szczególnie nietypowy – biały karzeł świecący na zielono, co wcześniej uznawano za praktycznie niewykonalne z punktu widzenia spodziewanych parametrów takich gwiazd.

Zespół skoncentrował się na tym, co dzieje się w atmosferach tych niezwykle gęstych pozostałości po ewolucji gwiazd. Białe karły na wczesnym etapie po uformowaniu są bardzo jasne, bo długo "trzymają" ciepło nagromadzone w poprzednich fazach życia gwiazdy. Barwa obserwowana przez człowieka i instrumenty naukowe nie wynika jednak wyłącznie z temperatury – duże znaczenie ma też chemiczne "zanieczyszczenie" atmosfery, które potrafi zmienić widmo emitowanego światła.

W badaniach prowadzonych pod kierownictwem dr. Marka Hollandsa wśród ponad 150 białych karłów wyłoniono kilka o wyraźnie nieszablonowych barwach. Naukowcy wiążą ten efekt zarówno z postępującym chłodzeniem gwiazd, jak i z obecnością dodatkowych pierwiastków. To ważne, bo w takich obiektach standardowo dominują wodór i hel, a inne pierwiastki nie powinny utrzymywać się w ich atmosferach. Skoro jednak są wykrywane, sugeruje to opadanie na powierzchnię białych karłów materii pochodzącej z dawnych układów planetarnych.

Najbardziej efektownym przykładem jest biały karzeł WD J1330+6435. W jego przypadku nietypowy, zielonkawy odcień ma wynikać z atmosfery zanieczyszczonej sodem. Dr Hollands wyjaśniał, że obecność takich pierwiastków potrafi przełożyć się na zmianę widma w taki sposób, iż inny kolor byłby zauważalny nawet dla ludzkiego wzroku.

Na liście anomalii znalazły się też białe karły o barwach różowych i pomarańczowych. W niektórych chłodniejszych obiektach pojawiają się strefy konwekcyjne, które sprzyjają unoszeniu węgla ku zewnętrznym warstwom gwiazdy. To właśnie ten proces ma odpowiadać za pastelowe odcienie – od różu po delikatnie łososiowy.

Obserwacje wskazują, że nietypowe barwy występują rzadko – dotyczy to mniej niż jednej na trzydzieści takich gwiazd, podczas gdy większość rzeczywiście pozostaje biała. W pojedynczych przypadkach zmiany widmowe są jednak na tyle wyraźne, że trudno je przeoczyć. Wyniki opublikowano w czasopiśmie RAS Techniques and Instruments, a zaproponowana klasyfikacja barw białych karłów może pomóc lepiej zrozumieć, co dzieje się w układach planetarnych po wygaśnięciu ich gwiazd macierzystych.