Kalsiyum ve sodyumla yüklü bir beyaz cüce, insan gözüne yeşil görünüyor

Gökbilimciler, insan gözüyle bakıldığında yeşil görünecek ilk yıldızı belirledi. Dünya'dan yaklaşık 282 ışık yılı uzaktaki WDJ1330+6435 adlı cisim bir beyaz cüce. Yeni bir çalışmada renkleri beklenmedik çıkan birçok beyaz cüceden yalnızca biri olan bu yıldız, bu soğuk yıldız kalıntılarının hep soluk beyaz ya da mavimsi olduğu yönündeki yaygın kanıyı sarsıyor.

Yıldızların rengi nasıl belirlenir?

Yıldız rengini anlamak için kara cisim kavramına bakılır. Kara cisim, üzerine düşen ışınımın tamamını soğurur ve yaydığı tayf yalnızca sıcaklığa bağlıdır. İnsan vücudu görece soğuk olduğu için neredeyse tümüyle kızılötesinde ışır. Bir metal parçası 1000 K dolayına ısıtılırsa kırmızı parlar, sıcaklık arttıkça turuncuya döner. Güneş'in yüzeyindeki 6000 K'de ise kara cisim beyaz görünür. Sirius ve Rigel gibi çok sıcak ve çok parlak yıldızlar mavi ışır.

Beyaz cüceler bu parlak yıldızlara göre çok daha sönüktür. Güneş benzeri yıldızların yaşamlarının son evresine ulaşmış kalıntılarıdır. Adlarını, ilk gözlenenlerin sıcak olması ve teleskopta beyaz ya da soluk mavi görünmesinden alır.

Soğuk beyaz cücelerde renk çeşitliliği

Teleskop olmadan görecek kadar yaklaşabilseydik, bu yıldızların en soğukları başka renklerde parlardı. Bunun nedeni atmosferlerinin son derece yoğun olması. Atmosfer hidrojen, helyum ya da ikisinden oluşuyor. İz miktardaki elementler bu çok yoğun ortamda hidrojen ve helyum atomlarıyla çarpıştığında kuantum etkileşimlerine girer. Bu etkileşimler enerji düzeylerini bozar ve elementlerin ışığı daha geniş bir renk aralığında soğurmasına yol açar.

RAS Techniques and Instruments dergisinde yayımlanan çalışmada Mark Hollands ve meslektaşları, farklı kategorilerdeki beyaz cücelerin ışık tayflarını insan renk görmesinin modelinden geçirdi. Her yıldızın çıplak gözle hangi renkte görüneceğinin atmosferinin kimyasal bileşimine bağlı olduğunu buldular. Karbonca zengin beyaz cüceler genellikle pembe ya da mor görünüyor. Karışık hidrojen ve helyum atmosferli daha soğuk beyaz cüceler ise çoğunlukla camgöbeği ya da soluk mavi bir ton taşıyor.

Yeşil yıldız: WDJ1330+6435

Hollands'a göre en şaşırtıcı bulgu, sıcaklığı yaklaşık 4000 K olan WDJ1330+6435 oldu. Bu beyaz cüce, kırılmış asteroit ya da kuyruklu yıldız parçalarından o kadar çok gezegen kalıntısı yutmuş ki atmosferi sodyum ve kalsiyum metalleriyle zenginleşmiş. Bu metaller yıldıza alışılmadık, belki de eşi olmayan bir renk veriyor. Kaynakta kalsiyum ve sodyumca zengin malzemenin ışığa hayaletimsi yeşil bir görünüm kazandırdığı belirtiliyor.

Hollands, yıllar içinde çok sayıda beyaz cüce tayfı incelediğini ve bu yıldızlara yakından bakılsa gerçekte nasıl görüneceklerini hep merak ettiğini söylüyor. Ona göre bir gökbilimci ayrıntılı fiziğe dalıp gerçek nesneleri incelediğini neredeyse unutabiliyor. Bu çalışma yıldız fiziğini daha somut hale getiriyor ve bilim insanlarının yaptığı işle insan bağını öne çıkarıyor.

Arka plan

Beyaz cüceler, Güneş gibi yıldızların yakıtı tükendikten sonra geriye kalan sıcak ve yoğun çekirdeklerdir. Yeni enerji üretmezler, zamanla soğuyarak sönükleşirler. Soğudukça yüzeylerinin ve atmosferlerinin özellikleri renklerini belirlemede daha belirleyici olur. Bu yüzden yaşlı ve soğuk beyaz cüceler, genç ve sıcak olanlardan farklı görünür.

Gökbilimciler beyaz cücelerin atmosferlerinde sıklıkla ağır elementlere rastlar. Bunların bir kısmı, yıldızın çevresindeki gezegen sisteminden artakalan cisimlerin parçalanıp yıldıza düşmesiyle açıklanır. Bu nedenle beyaz cücelerin atmosferleri, eski gezegen sistemlerinin kimyasını incelemek için bir pencere işlevi görür.

Neden önemli?

Bu çalışma, yıldız renkleriyle ilgili yerleşik varsayımların her zaman geçerli olmadığını gösteriyor. Bir yıldızın görünür rengi yalnızca yüzey sıcaklığıyla açıklanamıyor. Atmosferin bileşimi ve yoğunluğu da sonucu değiştiriyor. Üstelik renk, yıldızın atmosferinde neler olduğuna dair doğrudan bir ipucu sunuyor.

Bilimsel verilerin insan gözünün algılayacağı biçime çevrilmesi, hem araştırmacılar hem de geniş kitleler için ayrı bir değer taşıyor. Soyut tayf grafikleri yerine, bir yıldızın gerçekte nasıl görüneceği sorusuna cevap verilmesi, gök cisimlerini daha anlaşılır kılıyor.