Умирающее Солнце может стать зелёным: учёные выяснили, что белые карлики способны светиться всеми цветами радуги

Как было бы здорово, если бы Солнце на Хэллоуин могло обрести жутковатое зелёное свечение? Оказывается, учёные обнаружили, что наша звезда вполне может позеленеть — но только через миллиарды лет после своей смерти, и только если начнёт пожирать планеты, словно космический зомби.

Это возможно потому, что учёные выяснили: белые карлики — тип звёздных остатков, которые оставляют после себя звёзды размером с Солнце, — могут приобретать целый спектр цветов, включая зелёный, если начнут питаться своими каменистыми планетами, как космические каннибалы.

Для астрофизиков цвет звёзд всегда был показателем их температуры. Холодные звёзды выглядят оранжевыми, звёзды вроде Солнца — белыми, а самые горячие светятся бледно-голубым. Это сродни тому, как железо в руках кузнеца раскаляется сначала докрасна, затем до оранжевого, а потом до белого каления. Исследователи всегда предполагали, что белые карлики подчиняются тому же правилу. Однако новое исследование показывает, что эти звёздные трупы могут светиться самыми разными цветами, включая зелёный, розовый, голубой, жёлтый и фиолетовый. Это значит, что Вселенная гораздо более colourful, чем мы подозревали.

«Большинство звёзд, включая большинство белых карликов, ведут себя как "идеальные излучатели", поэтому их цвет почти полностью определяется температурой. Но никто по-настоящему не изучал, что ещё возможно для белых карликов, — заявил руководитель исследования Марк Холландс из Уорикского университета в комментарии для Space.com. — Оказалось, что эти невероятно плотные звёзды могут производить цвета, которых никто не ожидал, и некоторые из них искренне меня удивили».

Как белые карлики нарушают правила звёздного цвета

Белые карлики получили своё название потому, что при обнаружении они казались удивительно горячими и светились белым или бледно-голубым. Однако новое исследование предполагает, что этот несколько bland и однообразный вид объясняется тем, что ни один белый карлик не находится достаточно близко, чтобы земные астрономы могли разглядеть его истинные цвета.

Ключ к радужному разнообразию цветов, которое, по мнению команды, могут иметь белые карлики, — их плотность. Белые карлики образуются, когда звёзды с массой примерно как у Солнца исчерпывают топливо и больше не могут противостоять собственной гравитации, из-за чего их ядра коллапсируют. В результате вещество, из которого состоят белые карлики, имеет плотность около плотности воды — в миллионы раз плотнее поверхности Солнца, фотосферы.

В таких условиях элементы вроде углерода, кальция и натрия могут взаимодействовать с окружающей плотной гелиевой плазмой и поглощать свет в более широком диапазоне цветов, чем при низкой плотности. Это смещает цвета белых карликов от белого/светло-голубого, характерного для идеального теплового излучателя.

Исследователи обнаружили, что цвета белых карликов распадаются на отдельные группы, связанные с химическим составом атмосферы звёздного остатка.

Белые карлики, богатые углеродом, должны быть розовыми или фиолетовыми, тогда как те, что обогащены обломками поглощённых астероидов и комет, а также остатками старых планетных систем, приобретают более жёлтый оттенок. Более холодные белые карлики со смешанными водородно-гелиевыми атмосферами часто светятся голубым или бледно-синим — из-за столкновений молекул водорода с атомами гелия в их плотных атмосферах.

Зомби-белые карлики зеленеют

Однако один из самых поразительных примеров окраски белых карликов возникает, когда одна из этих «живых мертвецов» начинает питаться окружающими её планетами, словно зомби из фильма ужасов.

Исследователи обнаружили, что некоторые мёртвые звёзды-белые карлики могут слегка зеленеть, полакомившись планетами на орбите.

Пример тому — WD J1330+6435, холодный белый карлик на расстоянии около 326 световых лет, который аккрецирует каменистый материал от планеты-компаньона. Это обогатило его атмосферу кальцием, литием и натрием, и модель команды предполагает, что именно это придало WD J1330+6435 зелёный оттенок.

Но в отличие от зеленоватых зомби из классического фильма Джорджа Ромеро «Рассвет мертвецов», орд этих зеленолицых космических зомби... пока нет.

Исследователи считают, что ни одна другая звезда — живая или мёртвая — никогда достоверно не описывалась как зелёная. Это делает WD J1330+6435 первой известной по-настоящему зелёной звездой.

«Следы натрия в атмосфере этого белого карлика поглощают оранжевую часть спектра, оставляя призрачное зелёное свечение, — пояснил Холландс. — Представьте, что стоите на планете и смотрите вверх на зелёную звезду. Это ощущение, будто ты в научной фантастике».

Учёные видят красный

Команда не только обнаружила, что известный белый карлик — первая в истории зелёная звезда; они также нашли, возможно, самую красную звезду из когда-либо известных — белый карлик WD J1011+2845.

Расположенный всего в 48 световых годах от Земли, этот белый карлик обладает глубокой конвективной зоной, которая переносит углерод из ядра к поверхности. Эти молекулы углерода искажают свет белого карлика, вызывая глубокое лососево-розовое свечение, не похожее ни на что, наблюдаемое у других звёзд.

Несмотря на эту радугу белых карликов, команда theorизирует, что белый всё ещё остаётся самым распространённым цветом для этих звёздных трупов. Лишь пять из 151 белого карлика в пределах около 65 световых лет от Земли обладают необычной окраской. Экстраполируя это на всю популяцию белых карликов, команда оценивает, что лишь один из 30 этих мёртвых звёзд имеет необычный цвет.

«Один из тридцати может звучать не как большая доля, но по всей популяции белых карликов во Вселенной это всё равно очень много странно окрашенных звёзд, — сказал Борис Генсике с физического факультета Уорикского университета. — И всё же, если взять медиану по репрезентативной популяции белых карликов, мы обнаружили, что средний белый карлик действительно белый».

Исследование команды было опубликовано в четверг (14 октября) в журнале RAS Techniques and Instruments.

Источники: Space.com, Уорикский университет, журнал RAS Techniques and Instruments.