אסטרונומים מאוניברסיטת וורוויק גילו כי כוכבים מסוג ננס לבן יכולים לזהור במגוון צבעים יוצא דופן, לרבות הכוכב הראשון אי-פעם שהתגלה ונראה ירוק לעין האנושית.
עבור רוב הכוכבים, הצבע משמש כמדד לטמפרטורה. כוכבים קרירים יותר נראים כתומים, כוכבים דמויי השמש שלנו נראים לבנים, והכוכבים הלוהטים ביותר פולטים אור בגוון כחול חיוור – בדומה לברזל בנפחייה, ההופך לאדום, לאחר מכן לכתום, ולבסוף ללבן ככל שהוא מתחמם. בעבר סברו כי גם כוכבים מסוג ננסים לבנים – השרידים הדחוסים הנותרים לאחר שכוכבים דמויי-שמש מגיעים לסוף חייהם – מצייתים לאותו כלל. הם קיבלו את שמם מכיוון שהדוגמאות הראשונות שהתגלו היו חמות באופן מפתיע וזהרו באור לבן או תכלת. אך האם כתום, לבן וכחול הם הצבעים היחידים שבהם יכול להופיע כוכב בשמי הלילה?
התשובה, כך עולה ממחקר שפורסם בכתב העת RAS Techniques and Instruments, היא לא. אילו יכולנו לצפות בהם מקרוב, כוכבים מסוימים מסוג ננס לבן היו זוהרים בצבעים כגון ירוק, ורוד, ציאן (תכלת-ירקרק), צהוב וסגול. "צבעם של רוב הכוכבים, כולל הננסים הלבנים, נקבע כמעט לגמרי על פי הטמפרטורה שלהם. אך איש לא בחן לעומק אילו אפשרויות נוספות עשויות להתקיים בקרב ננסים לבנים", אמר ד"ר מארק הולנדס, עמית מחקר בקבוצת האסטרונומיה והאסטרופיזיקה של אוניברסיטת וורוויק, אשר הוביל את המחקר. "מסתבר שכוכבים אלה, שהם בעלי צפיפות עצומה, מסוגלים להציג צבעים שאיש לא ציפה להם – וחלקם אף הפתיעו אותי ממש".
הננס הלבן הקר WDJ1330+6435 ספח אל האטמוספרה שלו חומר סלעי עשיר בנתרן, שמקורו במערכת הפלנטרית שלו. הצפיפות האטמוספרית העצומה גורמת לנתרן לספוג אור בטווח רחב של אורכי גל – בצהוב, בכתום ובאדום – ומעניקה ל-WDJ1330+6435 מראה ירוק ומסתורי
(הדמיה: Mark A. Garlick/University of Warwick)
הננס הלבן הקר WDJ0902+2010 כולל אזור הסעה עמוק בתוך המעטפת החיצונית שלו, המורכבת בעיקר מהליום. אזור הסעה זה הגיע עד לליבת הננס הלבן, העלה פחמן אל פני השטח ויצר מולקולות פחמן. מולקולות אלו, מסוג C2, בולעות בעוצמה אור בטווח הנראה – כולל אורכי גל כחולים, ירוקים וצהובים – מה שגורם ל-WDJ0902+2010 להיראות ורוד לעין האנושית
(הדמיה: Mark A. Garlick/University of Warwick)
המפתח טמון בצפיפות. האטמוספרות של הננסים הלבנים הקרים ביותר עשויות להגיע לצפיפות של כ-1 גרם לסנטימטר מעוקב – בערך צפיפותם של מים, ופי מיליונים מצפיפות הפוטוספרה של השמש. בתנאים אלה, יסודות קורט שעשויים להימצא באטמוספרה – כגון פחמן, סידן ונתרן – מגיבים עם פלזמת ההליום הצפופה הסובבת אותם ובולעים אור בטווח צבעים רחב יותר מכפי שהיו בולעים בצפיפות נמוכה יותר. תהליך זה גורם לצבע הכוכב לסטות מהגוונים הכתומים, הלבנים והכחולים המאפיינים גוף המקרין אור באופן מושלם.
אף ננס לבן אינו קרוב מספיק כדי שניתן יהיה לראות את צבעו ישירות, ולכן צוות המחקר חישב זאת מנתונים שנאספים על ידי אסטרונומים באופן שגרתי: ספקטרום של כוכב, "טביעת האצבע" הנוצרת כאשר אור כוכבים מתפצל לפי אורך גל, בדומה למנסרה המפצלת את אור השמש לקשת בענן. הרצת ספקטרומים אלה דרך מודל של ראיית צבעים אנושית חשפה כיצד ייראה צבע האור של כל כוכב בעיני האדם. זוהי תזכורת עד כמה ספקטרום יכול לחשוף: לא רק את הטמפרטורה של כוכב או את ההרכב הכימי שלו, אלא גם את צבעו האמיתי.
באמצעות יישום שיטה זו על ננסים לבנים בשמיים, גילו החוקרים שצבעיהם מתחלקים לקבוצות נפרדות, שכל אחת מהן קשורה למה שנמצא באטמוספרה של הכוכב. ננסים לבנים עשירים בפחמן הם בדרך כלל ורודים או סגולים, בעוד שאלו המועשרים בחומרים שמקורם באסטרואידים ושביטים שהתנפצו, שרידים של מערכות כוכבי לכת עתיקות, נוטים לכיוון צהוב. ננסים לבנים קרים יותר עם אטמוספרות מעורבות של מימן והליום מקבלים לעתים קרובות גוון ציאן או כחול חיוור, הנגרם כתוצאה מהתנגשות מולקולות מימן באטומי הליום באטמוספרות הצפופות במיוחד שלהם.
ננס לבן בצבע הנפוץ ביותר
(הדמיה: Love Employee/Shutterstock)
הדוגמה הבולטת ביותר היא WD J1330+6435. טמפרטורת הכוכב היא כ-4,000 מעלות צלזיוס, והוא ספח אליו חומר סלעי ממערכת הפלנטות שלו. תהליך זה העשיר את האטמוספרה שלו בסידן, ליתיום ונתרן, והעניק לו – במודלים שיצרו החוקרים – מראה בגוון ירוק-צהבהב. למיטב ידיעתם של החוקרים, מעולם לא דווח על כוכב אחר – חי או מת – בעל צבע ירוק. משמעות הדבר היא שזהו הכוכב הירוק הראשון הידוע בגלקסיה. "עקבות הנתרן באטמוספרה של הננס הלבן הזה סופגים את החלק הכתום של הספקטרום, ומותירים אחריהם זוהר ירוק ומסתורי. דמיינו שאתם עומדים על כוכב לכת ומביטים מעלה אל כוכב ירוק – זה מרגיש כמו משהו מתוך מדע בדיוני", אמר ד"ר הולנדס. לעומת זאת, בקצה השני של הסקאלה, זיהו מחברי המחקר את מה שעשוי להיות הכוכב האדום ביותר שתועד אי פעם. WD J1011+2845 – ננס לבן המצוי בקרבתנו, במרחק של 48 שנות אור בלבד מכדור הארץ – עם אורכי גל הגדולים מ-600 ננומטר.
החוקרים בחנו מדגם מייצג של 151 ננסים לבנים הנמצאים בטווח של כ-65 שנות אור מכדור הארץ. חמישה מהם הציגו צבעים יוצאי דופן – שניים הופיעו בגוון צהוב ושלושה בגוון ורוד. ממצא זה מרמז כי בערך אחד מכל שלושים ננסים לבנים ביקום יקרין אור בצבע לא שגרתי. עבור 146 הנותרים, נמדדה טמפרטורת הצבע, בדומה לנורות תאורה. טמפרטורת הצבע החציונית של המדגם הייתה כ-6,800 קלווין, אותה אנו תופסים כלבן. זה מתקן תפיסה מוטעית נפוצה באסטרונומיה לפיה ננסים לבנים הם בדרך כלל כחולים: ננסים לבנים חמים וכחולים יותר הינם בהירים יותר וניתן לראותם מרחוק יותר, ולכן הם מיוצגים מאוד בסקרים המסתמכים על בהירות בלבד. "אחד מכל שלושים אולי לא נשמע כמו שיעור גדול במיוחד, אך בהתחשב בכלל אוכלוסיית הננסים הלבנים ביקום, מדובר עדיין במספר רב של כוכבים בעלי צבעים חריגים. עם זאת, כאשר בוחנים את החציון בקרב אוכלוסייה מייצגת של ננסים לבנים, עולה כי הננס הלבן הממוצע הוא אכן לבן", אמר פרופ' בוריס גנסיקה, מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת וורוויק.
