Bijeli patuljci ne moraju izgledati bijelo. Nova analiza njihovih spektara pokazuje da bi neki, kada bismo ih mogli promatrati izbliza, ljudskom oku izgledali zeleno, ružičasto ili ljubičasto. Neobične nijanse nastaju kada vrlo gusta atmosfera i njezin kemijski sastav snažno promijene svjetlost koja izlazi iz zvijezde.
Najupadljiviji je primjer WD J1330+6435, hladan bijeli patuljak koji bi prema izračunu imao žutozelenu nijansu. Prema radu tima Marka Hollandsa sa Sveučilišta u Warwicku, objavljenom u časopisu RAS Techniques and Instruments, njegova svjetlost doista bi mogla izgledati zeleno ljudskom oku.
Boju su izračunali iz svjetlosti zvijezda
Rezultat ne dolazi iz fotografije koja bi razlučivala površinu tih dalekih objekata. Istraživači su koristili opservacije zvjezdanih spektara i modele atmosfera, a zatim izračunali kako bi takva svjetlost djelovala na ljudski vid. Spektar pokazuje koliko svjetlosti zvijezda emitira na pojedinoj valnoj duljini; iz te se raspodjele može odrediti i doživljaj boje.
Za većinu zvijezda boja ponajprije ovisi o površinskoj temperaturi. Hladnije izgledaju narančasto ili crvenkasto, Sunčeva je svjetlost približno bijela, a vruće zvijezde poprimaju blijedoplavu nijansu. One približno slijede raspodjelu zračenja idealnog toplinskog izvora.
Bijeli patuljci gusti su ostaci zvijezda koje su odbacile vanjske slojeve. Postupno se hlade, a atmosfere najhladnijih primjeraka mogu doseći gustoću usporedivu s gustoćom vode. U takvim uvjetima ni mali tragovi ugljika, natrija ili kalcija više ne utječu samo na uske dijelove spektra. Mogu apsorbirati svjetlost u vrlo širokim rasponima valnih duljina i znatno promijeniti konačnu boju.
Natrij i kalcij ostavljaju zelenu nijansu
WD J1330+6435 ima atmosferu obogaćenu stjenovitim materijalom iz ostataka vlastita planetarnog sustava. U njoj su prisutni natrij, kalcij i litij. Natrij snažno apsorbira narančasti dio svjetlosti, a kalcij djeluje na kraćim valnim duljinama. Preostala raspodjela svjetlosti daje žutozelenu boju.
Model atmosfere tog objekta daje temperaturu od 4240 kelvina, odnosno približno 3970 Celzijevih stupnjeva. To pokazuje zašto sama temperatura nije dovoljna za predviđanje njegova izgleda: uz drukčiji sastav atmosfere svjetlost zvijezde iste temperature imala bi drugu boju.
U spektru WD J1330+6435 prisutan je mjerni šum, pa stvarna nijansa može malo odstupati od izračunate. Ipak, zelenkastu su boju dobili i s ranijom inačicom modela. U analizi su pronašli i druge bijele patuljke s bljeđim zelenim nijansama.
Ugljik daje ružičaste i ljubičaste tonove
Drukčiji proces djeluje u bijelim patuljcima čije atmosfere sadrže ugljik. Konvekcija može dovesti ugljik iz dubljih slojeva u vanjsku helijevu ovojnicu. Ondje nastaju molekule s dva atoma ugljika, koje snažno apsorbiraju dijelove vidljive svjetlosti. Rezultat mogu biti ružičaste i ljubičaste nijanse.
WD J1011+2845, udaljen oko 48 svjetlosnih godina, posebno se izdvaja dubokom lososružičastom bojom. Njegove su molekularne apsorpcijske vrpce toliko izražene da se velik dio preostale vidljive svjetlosti nalazi na valnim duljinama duljima od 600 nanometara.
Takvi su objekti ipak manjina. U radu dostupnom na arXivu lokalni uzorak obuhvaća 152 bijela patuljka unutar 20 parseka, odnosno oko 65 svjetlosnih godina. Pet ih znatno odstupa od uobičajenih toplinskih boja: dva žuta i tri ružičasta. To je približno tri posto uzorka.
Za preostalih 147 medijan temperature boje iznosi oko 6800 kelvina, što odgovara približno bijeloj svjetlosti. Dojam da su bijeli patuljci uglavnom plavi dijelom proizlazi iz načina na koji ih astronomi pronalaze. Vrući i sjajniji primjerci vidljivi su s većih udaljenosti, pa su češći u uzorcima odabranima prema sjaju.
