کوتوله های سفید سبز؟ راز رنگ های پنهان ستاره های مرده

ستاره‌ای را تصور کنید که با رنگ سبز می‌درخشد. عجیب است، نه؟ اخترشناسان نسل‌ها رنگ ستاره‌ها را مانند یک دماسنج خوانده‌اند: ستاره‌های سردتر سرخ می‌درخشند، ستاره‌های شبیه خورشید سفید به نظر می‌رسند و داغ‌ترین ستاره‌ها با نوری آبی مایل به سفید می‌سوزند؛ درست شبیه آهنی که در کوره ابتدا سرخ می‌شود و با افزایش حرارت، سفید می‌درخشد.

تصور می‌شد کوتوله‌های سفید هم از همین قاعده منظم پیروی می‌کنند. این بقایای فشرده، یعنی هسته‌های باقی‌مانده از ستاره‌هایی هم‌اندازه خورشید، بسیار داغ و چگال‌اند؛ به همین دلیل اخترشناسان مدت‌ها گمان می‌کردند رنگ آن‌ها فقط به دما بستگی دارد. اما پژوهشی تازه این فرض را به چالش می‌کشد و تصویری بسیار رنگارنگ‌تر از این ستاره‌های مرده نشان می‌دهد.

شگفتی از شیمی و فشار خردکننده می‌آید. در یک کوتوله سفید، هسته ستاره آن‌قدر فروپاشیده که ماده در چگالی‌هایی قابل مقایسه با آب و میلیون‌ها برابر چگال‌تر از نورسپهر یک ستاره معمولی فشرده شده است. در چنین شرایطی، عناصر کمیابی مانند کربن، کلسیم و سدیم با پلاسمای چگال هلیوم به شیوه‌هایی برهم‌کنش می‌کنند که در گازهای کم‌چگال‌تر رخ نمی‌دهد. نتیجه، جذب و گسیل در طول‌موج‌هایی است که رنگ ظاهری ستاره را از تصویر ساده یک جسم سیاه سفید و بسیار داغ که انتظارش را داریم دور می‌کند.

پیچش دیگری هم در ماجرا وجود دارد. برخی کوتوله‌های سفید مانند آدم‌خوارهای کیهانی رفتار می‌کنند و مواد سنگی باقی‌مانده از سیاره‌ها یا سیارک‌های بازمانده را به درون خود می‌کشند. وقتی یک ستاره مرده این آوار را می‌بلعد، جو نازک آن با فلزاتی مانند کلسیم، لیتیوم و سدیم آلوده می‌شود و همین آلاینده‌ها تعیین می‌کنند کدام رنگ‌ها جذب شوند یا دوباره به فضا بازتاب پیدا کنند. مدل‌ها نشان می‌دهند که با ترکیب و چگالی مناسب، یک کوتوله سفید می‌تواند به رنگ‌هایی درآید که به ندرت با ستاره‌ها پیوند می‌دهیم: سبز، صورتی، فیروزه‌ای، زرد و حتی بنفش.

نمونه‌ای مشخص از این پدیده WD J1330+6435 است؛ یک کوتوله سفید نسبتا سرد در فاصله حدود ۳۲۶ سال نوری از زمین. طیف‌سنجی نشان می‌دهد این جرم اکنون در حال برافزایش مواد سنگی از یک جسم سیاره‌ای نزدیک است. غنی‌شدن جو آن با کلسیم، لیتیوم و سدیم با شبیه‌سازی‌های گروه پژوهشی سازگار است و توضیح می‌دهد چرا اگر می‌توانستیم رنگ واقعی این جرم را با چشم غیرمسلح ببینیم، سبز به نظر می‌رسید.

ما معمولا رنگ ستاره‌ها را در چنین فاصله‌هایی به طور مستقیم درک نمی‌کنیم؛ بیشتر کوتوله‌های سفید آن‌قدر کم‌نور و دور هستند که چشم انسان نمی‌تواند رنگ واقعی آن‌ها را تشخیص دهد. بنابراین طیف‌سنجی و مدل‌سازی دقیق ابزارهایی هستند که این رنگ‌های پنهان را آشکار می‌کنند. پیام گسترده‌تر این یافته روشن است: ستاره‌های مرده همگی تک‌رنگ و یکنواخت نیستند. رنگ‌های آن‌ها تاریخچه‌ای از مرگ ستاره‌ای، چگالی شدید و گاهی نابودی سیاره‌ها را در خود ثبت کرده‌اند.

دفعه بعد که آسمان شب را در ذهن خود تصویر می‌کنید، به یاد داشته باشید شاید بسیار رنگین‌تر از آن چیزی باشد که به چشم می‌آید؛ تلسکوپ‌ها و مدل‌های طیفی تازه در آغاز راه آشکار کردن پالت غیرمنتظره بقایای ستاره‌ای هستند.