Астрономы рассчитали зелёный цвет мёртвой звезды

Подробно

Почему белый карлик WD J1330+6435 выглядит зелёным?

WD J1330+6435 - холодный белый карлик спектрального класса DZ с гелиевой атмосферой, загрязнённой тяжёлыми элементами. Для обновлённой модели авторы получили эффективную температуру 4240 K. Погрешности для этого и других параметров в соответствующем фрагменте статьи не приведены.

Цвет формируют сами химические элементы. Широкий дублет нейтрального натрия поглощает оранжевую часть спектра, а кальций подавляет фиолетовую. Максимум оставшегося излучения приходится примерно на 500 нанометров, и модель трактует его как шартрёзный, то есть желтовато-зелёный цвет. Руководитель исследования Марк Холландс из Уорикского университета объяснил это так:

Следы натрия в атмосфере этого белого карлика поглощают оранжевую часть спектра, оставляя призрачное зелёное свечение.

В атмосфере также обнаружен литий. Содержание элементов относительно гелия по модели: литий - lg −10,6, натрий - lg −8,7, кальций - lg −8,8.

Расстояние до звезды известно давно. По данным работы в MNRAS 2022 года, параллакс WD J1330+6435 составляет 11,52 ± 0,78 миллисекунды дуги, а расстояние - около 86,79 ± 5,51 парсека, то есть примерно 283 ± 18 световых лет. Reuters приводит около 280 световых лет.

Как рассчитали цвет звезды и насколько он точен?

Авторы работы - Марк Холландс, Борис Гэнсике и Пьер-Эмманюэль Трамбле из Уорикского университета, а также Детлев Кёстер из Кильского университета. Они взяли общедоступные спектры из архивов Sloan Digital Sky Survey и Montreal White Dwarf Database и дополнили их моделями атмосфер белых карликов. Затем спектры перевели в стандартные значения цвета CIE 1931 с учётом дневного зрения человека в поле 2° и пересчитали в цветовое пространство sRGB, которое используют экраны.

Интегральный цвет WD J1330+6435 в таблице статьи - код #DDFFB8 (координаты цветности x = 0,332, y = 0,404). В модели диска центр звезды получился чуть насыщеннее, #D0FFB4. К краю зелёный бледнеет, а в крайних примерно 2% радиуса преобладает красный канал, и самый край приобретает оранжевый оттенок.

Главное ограничение: это не фотография и не прямое наблюдение. Спектр WD J1330+6435 довольно шумный, поэтому реальная цветность может немного отличаться. Подтвердить точный оттенок авторы предлагают более качественным спектром.

Авторы ожидают, что будущие спектроскопические обзоры найдут больше холодных белых карликов класса DZ и, возможно, непрерывный ряд зелёных, голубовато-зелёных и синих оттенков. Практически важна повторная спектроскопия WD J1330+6435 с более высоким отношением сигнала к шуму.

Это действительно первая зелёная звезда во Вселенной?

В статье формулировка осторожная: «Насколько нам известно, ни о каких других звёздах не заявлялось, что они имеют зелёный оттенок». Это не доказывает, что других зелёных звёзд нет. Кроме того, в демонстрационной выборке из 36 холодных богатых металлами белых карликов класса DZ зелёными получились ещё два объекта, WD J0851+1543 и WD J1351+2645, но значительно бледнее. Поэтому WD J1330+6435 - наиболее выраженный и, по сведениям авторов, первый достоверно заявленный случай. Пресс-релиз университета выражается сильнее и называет его первой известной по-настоящему зелёной звездой в Галактике.

Насколько необычны цвета белых карликов?

Для статистики авторы взяли полную выборку из 152 белых карликов на расстоянии до 20 парсеков (около 65 световых лет). Пять из них заметно отклоняются от цвета чёрного тела: два жёлтых DZ и три розовых DQpec. Доля таких объектов оценена в 3,4% с интервалом от −1,3 до +1,7 процентного пункта. Для остальных 147 звёзд медианная коррелированная цветовая температура составила 6768 K, цвет близок к почти белому (#F9F5FF), а 95% лежат в диапазоне 3800-18 700 K. Пресс-релиз Уорикского университета и CNN называют 151 и 146 объектов; в публикации указаны 152 и 147.

Борис Гэнсике, соавтор работы, прокомментировал результат так:

Одна из тридцати - это, может быть, и не так много, но среди всех белых карликов во Вселенной это всё равно очень много необычно окрашенных звёзд.

Откуда в атмосфере мёртвой звезды натрий и кальций?

Следы лития, натрия и кальция согласуются с загрязнением атмосферы каменистыми обломками бывшей планетной системы. Это свидетельство аккреции планетезимального материала, но не наблюдение поглощения целой планеты. В 2021 году в Nature Astronomy вышла работа Холландса и коллег о литии в атмосферах четырёх холодных загрязнённых металлами белых карликов, включая WD J1330+6435. Соотношения элементов авторы связали с аккрецией фрагментов древней планетной коры.

Что о работе говорят независимые учёные?

Адам Бургассер, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего, в исследовании не участвовал. Он сравнил загрязнённый белый карлик с местом преступления: по остаткам разрушенных планетных тел можно восстанавливать их элементный состав и историю формирования. Классификацию по рассчитанным цветам он считает простым способом группировать объекты по температуре и составу.

Астрофизик Аньес Ким, профессор физики Penn State Scranton, тоже не участвовала в работе. Она отметила, что анализ опирается на уже существующие данные и, вероятно, не меняет фундаментальное понимание белых карликов, но интересно соединяет физику и биологию зрения.