Για πρώτη φορά πράσινο άστρο: ο λευκός νάνος WD J1330+6435 οφείλει το χρώμα του στο νάτριο

Ένα άστρο που θα φαινόταν πράσινο στο ανθρώπινο μάτι εντόπισαν για πρώτη φορά αστρονόμοι, σε μια απόχρωση που δεν είχε καταγραφεί μέχρι σήμερα σε πραγματικό άστρο. Πρόκειται για τον WD J1330+6435, που βρίσκεται περίπου 280 έτη φωτός από τη Γη, στον αστερισμό του Δράκοντα. Η ανακάλυψη παρουσιάζεται σε μελέτη στο επιστημονικό περιοδικό RAS Techniques and Instruments.

Το άστρο ανήκει στους λευκούς νάνους, δηλαδή στα εξαιρετικά πυκνά υπολείμματα άστρων που έχουν εξαντλήσει τα πυρηνικά τους καύσιμα.

Ο ρόλος του νατρίου

Στα περισσότερα άστρα το χρώμα δείχνει κυρίως τη θερμοκρασία: τα ψυχρότερα τείνουν προς το πορτοκαλί, ο Ήλιος και παρόμοια άστρα φαίνονται λευκά και τα θερμότερα παίρνουν ανοιχτές γαλάζιες αποχρώσεις. Οι λευκοί νάνοι, ωστόσο, μπορούν να αποκτήσουν άλλα χρώματα όταν αλλάζει η χημική σύσταση της ατμόσφαιράς τους.

Στον WD J1330+6435 οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι στην επιφάνεια έχουν καταλήξει στοιχεία όπως ασβέστιο, λίθιο και κυρίως νάτριο. Το υλικό προέρχεται από βραχώδη σώματα που κάποτε περιφέρονταν γύρω από το άστρο και αργότερα διαλύθηκαν.

Υπό φυσιολογικές συνθήκες το νάτριο απορροφά ένα πολύ συγκεκριμένο τμήμα του πορτοκαλί φωτός. Στον συγκεκριμένο λευκό νάνο, όμως, η ύλη είναι τόσο πυκνή ώστε τα άτομα νατρίου συγκρούονται διαρκώς με άτομα ηλίου. Έτσι το νάτριο απορροφά επιπλέον κίτρινο και μέρος του κόκκινου φωτός, και το φως που απομένει δίνει στο άστρο μια λαχανί απόχρωση.

«Το αποτέλεσμα είναι ένα άστρο με μια όμορφη πρασινοκίτρινη λάμψη, κάτι που δεν θα μπορούσε να συμβεί σε άστρα σαν τον Ήλιο», εξήγησε ο επικεφαλής της μελέτης Μαρκ Χόλαντς, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Γουόρικ.

Ένας λευκός νάνος δημιουργείται όταν ένα άστρο μικρής ή μεσαίας μάζας εξαντλεί τα καύσιμά του και αποβάλλει τα εξωτερικά του στρώματα. Μένει ο εξαιρετικά συμπιεσμένος πυρήνας του· ένας τυπικός λευκός νάνος μπορεί να έχει περίπου τη μισή μάζα του Ήλιου σε όγκο περίπου όσο η Γη. Αυτή η πυκνότητα εξηγεί γιατί ακόμη και μικρές ποσότητες νατρίου αλλάζουν αισθητά το χρώμα.

Ο Μπόρις Γκένσικε, επίσης αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Γουόρικ και συντάκτης της μελέτης, παρομοίασε τη διαδικασία με την παλέτα ενός ζωγράφου: αν αφαιρεθεί ένα μέρος των χρωμάτων, αλλάζει η απόχρωση που βλέπει το μάτι.

Τα χρώματα των λευκών νάνων

Η ανακάλυψη προέκυψε από ευρύτερη προσπάθεια των ερευνητών να υπολογίσουν πώς θα φαίνονταν οι λευκοί νάνοι με γυμνό μάτι. Η ομάδα εξέτασε 151 λευκούς νάνους σε απόσταση έως περίπου 65 έτη φωτός από τη Γη. Το λευκό ήταν το συνηθέστερο χρώμα, όπως αναμενόταν, αλλά ορισμένα άστρα παρουσίασαν πολύ διαφορετικές αποχρώσεις.

Ένα από αυτά, ο WD J1011+2845, περίπου 48 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Μικρού Λέοντα, εμφανίζεται σομόν ροζ και συγκαταλέγεται στα πιο κόκκινα άστρα που έχουν καταγραφεί. Εκεί υπεύθυνος δεν είναι το νάτριο αλλά ο άνθρακας που ανεβαίνει από το εσωτερικό προς την επιφάνεια.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η χημική σύσταση χωρίζει τους λευκούς νάνους σε διακριτές χρωματικές ομάδες. Όσοι έχουν πολύ άνθρακα φαίνονται συνήθως ροζ ή μοβ, ενώ όσοι έχουν δεχθεί υλικό από διαλυμένα πλανητικά σώματα τείνουν προς το κίτρινο. Οι ψυχρότεροι νάνοι με ατμόσφαιρες πλούσιες σε υδρογόνο και ήλιο μπορούν να φαίνονται κυανοί ή ανοιχτογάλαζοι. Συνολικά, οι αποχρώσεις καλύπτουν σχεδόν ολόκληρο το ορατό φάσμα.

Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν παρατηρήσεις του Sloan Digital Sky Survey από τηλεσκόπιο στο Νέο Μεξικό, καθώς και μοντέλα που ανέπτυξαν οι ίδιοι οι ερευνητές για τα φάσματα των λευκών νάνων.

Μέχρι σήμερα τα πράσινα άστρα εμφανίζονταν κυρίως στην επιστημονική φαντασία. Ο WD J1330+6435 αποτελεί, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το πρώτο καταγεγραμμένο άστρο που αποκτά πράσινη όψη εξαιτίας της ιδιαίτερης χημείας του. «Το Σύμπαν μερικές φορές είναι εξίσου παράξενο με οτιδήποτε μπορεί να επινοήσει η επιστημονική φαντασία», σχολίασε ο Χόλαντς.