اخترشناسان برای نخستین‌بار کوتوله‌ای سفید را شناسایی کرده‌اند که در صورت مشاهده از فاصله نزدیک، به رنگ سبز متمایل به زرد دیده می‌شود؛ رنگی نامتعارف که به ترکیب شیمیایی جو فوق‌چگال این ستاره و جذب انتخابی طول‌موج‌های نور مربوط است.
به گزارش سیناپرس، ستاره‌ها معمولاً با رنگ‌هایی مانند قرمز، زرد، نارنجی و آبی شناخته می‌شوند، اما درخشش سبز در میان آن‌ها پدیده‌ای بسیار نادر است. اکنون پژوهشگران با بررسی یک کوتوله سفید به نام WD J1330+۶۴۳۵ دریافته‌اند که بقایای ستاره‌ای که سوخت هسته‌ای خود را مدت‌ها پیش از دست داده است، می‌تواند رنگی متفاوت از ستاره‌های معمولی داشته باشد.
این پژوهش به سرپرستی مارک هالندز (Mark Hollands)، اخترفیزیک‌دان دانشگاه وارویک بریتانیا، انجام شده و نتایج آن در نشریه RAS Techniques and Instruments منتشر شده است.
چرا این ستاره مرده سبز دیده می‌شود؟
کوتوله‌های سفید بقایای هسته‌ای ستاره‌هایی هستند که پس از پایان سوخت هسته‌ای، لایه‌های بیرونی خود را از دست داده‌اند. این اجرام دیگر مانند ستاره‌های فعال انرژی تولید نمی‌کنند، بلکه با گرمای باقی‌مانده می‌درخشند.
با وجود جرم بسیار زیاد، کوتوله‌های سفید ابعادی نزدیک به زمین دارند. گرانش شدید آن‌ها باعث می‌شود جوشان به چگالی فوق‌العاده بالایی برسد؛ شرایطی که رفتار اتم‌ها و نحوه جذب نور را تغییر می‌دهد.
رنگ بیشتر ستاره‌ها عمدتاً به دمای سطح آن‌ها وابسته است. اجرام داغ‌تر سهم بیشتری از نور آبی و اجرام سردتر سهم بیشتری از نور قرمز منتشر می‌کنند. بااین‌حال، حتی اگر بیشترین تابش یک ستاره در محدوده سبز باشد، ترکیب سایر طول‌موج‌های نور می‌تواند باعث شود چشم انسان آن را سفید یا زرد ببیند.
در کوتوله‌های سفید، چگالی بالای جو می‌تواند این الگو را تغییر دهد. اتم‌ها در چنین محیطی به‌شدت به یکدیگر نزدیک‌اند و برهم‌کنش آن‌ها ممکن است دامنه طول‌موج‌های جذب‌شده را گسترش دهد.
نقش سدیم و کلسیم در ایجاد رنگ سبز
پژوهشگران با بررسی کوتوله‌های سفید دارای ویژگی‌های طیفی غیرمعمول، طیف نوری آن‌ها را تحلیل کردند و با استفاده از مدل‌های جوی، رنگی را که چشم انسان از فاصله نزدیک مشاهده می‌کرد، شبیه‌سازی کردند.
در میان نمونه‌های بررسی‌شده، WD J1330+۶۴۳۵ با دمای سطحی حدود ۴۲۴۰ کلوین، غیرمعمول‌ترین رنگ را نشان داد: سبز متمایل به زرد که پژوهشگران آن را شگفت‌انگیزترین نتیجه مطالعه توصیف کردند.
بررسی‌ها نشان داد که سدیم موجود در جو این کوتوله سفید، بخش گسترده‌ای از نور نارنجی و زرد را جذب می‌کند و کلسیم نیز از شدت نور بنفش می‌کاهد. در نتیجه، سهم نور سبز در طیف قابل مشاهده بیشتر به چشم می‌آید و ستاره ظاهری سبزفام پیدا می‌کند.
هالندز در توضیح این پدیده می‌گوید ردپای سدیم در جو این کوتوله سفید، بخش نارنجی طیف را جذب می‌کند و درخشش سبز و وهم‌آلودی بر جای می‌گذارد؛ منظره‌ای که تصور مشاهده یک ستاره سبز از سطح سیاره‌ای دیگر را به ذهن می‌آورد.
نشانه‌هایی از بقایای منظومه سیاره‌ای
ویژگی جالب این کوتوله سفید تنها رنگ غیرمعمول آن نیست. اخترشناسان علاوه بر سدیم و کلسیم، وجود لیتیوم را نیز در آن شناسایی کرده‌اند؛ عناصری که می‌توانند با بقایای مواد سنگی سازگار باشند.
این یافته احتمال می‌دهد که مواد موجود در جو ستاره از بقایای منظومه سیاره‌ای پیشین آن سرچشمه گرفته باشند؛ موادی که پس از پایان عمر ستاره، بر اثر فرایندهای مرتبط با تخریب اجرام سیاره‌ای و سقوط بقایای آن‌ها روی کوتوله سفید، به این محیط راه یافته‌اند.
مطالعه چنین بقایایی حوزه‌ای پژوهشی است که با عنوان «نکروسیاره‌شناسی» (Necroplanetology) شناخته می‌شود و به بررسی سرنوشت سیاره‌ها و منظومه‌های سیاره‌ای پس از مرگ ستاره میزبان می‌پردازد.
رنگ‌های غیرمعمول در کوتوله‌های سفید چقدر رایج‌اند؟
پژوهشگران در نمونه‌ای شامل ۱۵۲ کوتوله سفید نزدیک به زمین دریافتند که فقط پنج مورد، یعنی حدود یک مورد از هر ۳۰ ستاره، رنگ‌هایی داشتند که به‌طور محسوسی با رنگ مورد انتظار بر اساس دمای آن‌ها تفاوت داشت.
برخی از این کوتوله‌های سفید در شبیه‌سازی‌ها صورتی یا بنفش و برخی دیگر آبی یا فیروزه‌ای دیده شدند؛ رنگ‌هایی که در ستاره‌های معمولی به این شکل انتظار نمی‌روند.
البته هر رنگ غیرمعمولی لزوماً به معنای بلعیده‌شدن بقایای سیاره‌ای نیست. بااین‌حال، یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که بررسی رنگ و طیف نور کوتوله‌های سفید می‌تواند اطلاعات بیشتری درباره ترکیب شیمیایی جو آن‌ها و سرنوشت منظومه‌های سیاره‌ای‌شان در اختیار اخترشناسان قرار دهد.
این نتایج همچنین نشان می‌دهد که حتی بقایای ستاره‌هایی که عمر فعالشان به پایان رسیده است، می‌توانند سرنخ‌های تازه‌ای درباره تحول ستاره‌ها و سیاره‌های پیرامون آن‌ها آشکار کنند.