Зелёная звезда в 284 световых годах от Земли окрасилась после того, как поглотила свои планеты

Солнце с Земли выглядит жёлто-белым, а палитра звёзд во Вселенной простирается от насыщенно-красных до ярко-голубых оттенков. Цвет звезды в первую очередь зависит от температуры её поверхности. Чем горячее объект, тем большая доля его излучения приходится на короткие, "синие" длины волн.

Новое исследование показало, что этой привычной шкалой звёздные цвета не ограничиваются. Белые карлики, сверхплотные остатки погибших звёзд, способны светиться розовым, фиолетовым и даже зелёным.

Астрономы впервые обнаружили звезду, которая человеческому глазу показалась бы зелёной. Она уже завершила свой жизненный цикл и поглотила каменистое вещество собственной планетной системы, после чего приобрела оттенок шартрез, то есть жёлто-зелёный. Результаты опубликованы в журнале RAS Techniques and Instruments, и, по оценке учёных, планетные обломки могут окрашивать белые карлики в целый спектр необычных цветов.

Когда звезда вроде Солнца исчерпывает запасы ядерного топлива, она сбрасывает внешние слои и формирует планетарную туманность. В центре остаётся плотное мёртвое ядро, которое называют белым карликом. Такие объекты очень горячие, и до сих пор считалось, что они светятся белым или бледно-голубым светом.

Марк Холландс, астроном Уорикского университета в Англии, руководивший работой, пояснил:

Большинство звёзд, включая большинство белых карликов, ведут себя как "идеальные излучатели", так что их цвет почти полностью определяется температурой. Но никто по-настоящему не изучал, что ещё возможно для белых карликов. Оказалось, что эти невероятно плотные звёзды способны давать цвета, которых никто не ожидал, и некоторые из них меня искренне удивили.

Ключевую роль в необычной окраске играет плотность. Атмосферы самых холодных белых карликов могут достигать плотности воды, что в миллионы раз превышает плотность фотосферы Солнца, нижнего слоя его атмосферы. В таких условиях следовые элементы вроде углерода, кальция и натрия взаимодействуют с окружающей плотной гелиевой плазмой.

Из-за этого взаимодействия элементы поглощают свет в гораздо более широком диапазоне, чем при низкой плотности. В результате цвет звезды смещается от типичных оранжевых, белых и голубых тонов к куда более экзотическим вариантам.

Увидеть белые карлики напрямую исследователи не могли, ведь ни один из них не находится достаточно близко для такого наблюдения. Вместо этого команда опиралась на спектры звёзд. Спектр получается при разложении света на составляющие цвета и работает как уникальный отпечаток, по которому можно судить о химическом составе объекта.

Астрономы пропустили спектры через модель цветового зрения человека, чтобы определить, каким цветом свет каждой звезды воспринимался бы глазом. Выяснилось, что белые карлики распределяются по отчётливым группам в зависимости от состава атмосферы:

• богатые углеродом белые карлики обычно выглядят розовыми или фиолетовыми

• звёзды, поглотившие обломки разрушенных астероидов, комет или остатки старых планетных систем, тяготеют к жёлтому

• более холодные карлики со смешанной водородно-гелиевой атмосферой часто приобретают циановый или бледно-голубой оттенок из-за столкновений молекул водорода с атомами гелия в сверхплотной атмосфере

Особенно выделился белый карлик WD J1330+6435, расположенный примерно в 284 световых годах от Земли. Температура его поверхности составляет около 4000 °C. Звезда поглотила каменистое вещество обращавшихся вокруг неё планет, богатое кальцием, литием и натрием, и после попадания этих элементов в атмосферу, согласно моделям команды, начала излучать жёлто-зелёный свет.

Следы натрия в атмосфере этого белого карлика поглощают оранжевую часть спектра, оставляя после себя призрачное зелёное свечение. Представьте, что вы стоите на планете и смотрите вверх на зелёную звезду. Это похоже на что-то из научной фантастики.

Кроме того, исследователи нашли, вероятно, самую красную звезду из когда-либо зарегистрированных. Это белый карлик WD J1011+2845, находящийся всего в 48 световых годах от Земли. Глубокая конвективная зона подняла углерод из его ядра к поверхности и настолько исказила излучение, что звезда приобрела насыщенный лососево-розовый цвет.

При этом такие разноцветные белые карлики остаются скорее исключением. Команда изучила 151 белый карлик в радиусе около 65 световых лет от Земли, и необычную окраску показали только пять из них, два жёлтых и три розовых. Это означает, что примерно каждый тридцатый белый карлик во Вселенной может светиться нетипичным цветом.