Pierwsza znana zielona gwiazda to WD J1330+6435, martwa gwiazda zabarwiona sodem

Gwiazda, która ludzkim oczom wydawałaby się zielona, wreszcie się znalazła, i jest to gwiazda martwa. Astronomowie z Uniwersytetu Warwick ustalili prawdziwy kolor kilkudziesięciu wypalonych jąder gwiazd i trafili na jedno, którego światło, oglądane z bliska, jarzyłoby się bladą, żółtawozieloną barwą chartreuse. Żadnej innej gwieździe, ani żywej, ani martwej, nigdy w wiarygodny sposób nie wykazano zielonego koloru.

Ta sama analiza ujawnia pozostałości gwiazd, które wyglądałyby na łososiowo-różowe, fioletowe, żółte lub cyjanowe, a więc w barwach, jakich zwykłe gwiazdy nigdy nie przybierają. Kto uczył się, że gwiazdy bywają czerwone, pomarańczowe, białe i niebieskie, dostaje właśnie szerszą paletę, nawet jeśli nikt nigdy nie zobaczy jej gołym okiem.

Gwiazda nosi oznaczenie WD J1330+6435 i jest białym karłem na północnym niebie. Białe karły to to, co zostaje z gwiazdy podobnej do Słońca, gdy wyczerpie się jej paliwo jądrowe, a swoją nazwę zawdzięczają pierwszym odkrytym okazom, które były gorące i świeciły na biało lub bladoniebiesko. Ten ma temperaturę około 4240 kelwinów, a w jego atmosferze są ślady sodu, wapnia i litu, przechwycone ze skalnych szczątków dawnego układu planetarnego.

„Ślady sodu w atmosferze tego białego karła pochłaniają pomarańczową część widma i zostawiają upiorną zieloną poświatę” – mówi Mark Hollands, Warwick Prize Fellow na Uniwersytecie Warwick, osoba kierująca badaniami. „Wyobraź sobie, że stoisz na planecie i spoglądasz w górę na zieloną gwiazdę. Ma się wrażenie, że to coś prosto z science fiction”.

Jak komputer zobaczył kolory, których nie pokaże żaden teleskop

Żadne zdjęcie z teleskopu nie rozstrzygnie, jakiego koloru jest gwiazda. Białe karły są o wiele za słabe dla gołego oka, oko w ciemności traci większość zdolności rozróżniania barw nawet przy okularze, a zdjęcia z przeglądów nieba przypisują swoje filtry kanałom czerwonemu, zielonemu i niebieskiemu w fałszywych kolorach.

Dlatego zespół pominął obrazy i oparł się na widmach, czyli pomiarach rozszczepiających światło gwiazdy na poszczególne długości fal. Badacze wykorzystali widma obserwacyjne z Sloan Digital Sky Survey i Montreal White Dwarf Database oraz modele atmosfer z kodu opracowanego na Uniwersytecie w Kilonii (autorstwo: Detlev Koester), przepuścili każde z nich przez funkcje dopasowania barw z 1931 roku Międzynarodowej Komisji Oświetleniowej (CIE), czyli standardowy matematyczny opis reakcji ludzkiego oka na światło, i przekształcili wynik do przestrzeni barw sRGB, której używają zwykłe ekrany.

Wynikiem jest kolor, jaki człowiek dostrzegłby z odległości na tyle małej, by widzieć gwiazdę jako tarczę. Zespół wyrenderował też te tarcze z uwzględnieniem pociemnienia brzegowego, czyli tego, jak światło słabnie i zmienia odcień ku krawędzi gwiazdy. W przypadku WD J1330+6435 środek wychodzi intensywnie bladozielony, a najdalszy brzeg nabiera lekko pomarańczowego zabarwienia.

Dlaczego martwa gwiazda może świecić na zielono

Zwykła gwiazda zachowuje się niemal jak idealne świecące ciało, więc jej kolor wynika z temperatury, tak jak rozgrzany żelazny pręt przechodzi od czerwieni przez pomarańcz do bieli. „Większość gwiazd, w tym większość białych karłów, zachowuje się jak «idealne promienniki», więc ich kolor zależy niemal wyłącznie od temperatury. Ale nikt tak naprawdę nie sprawdzał, co jeszcze może być możliwe w przypadku białych karłów” – mówi Hollands.

Białe karły wyróżnia ciśnienie. W najchłodniejszych z nich atmosfera osiąga gęstość około jednego grama na centymetr sześcienny, mniej więcej taką jak woda i miliony razy większą niż widoczna powierzchnia Słońca. Ściśnięte przy takich gęstościach atomy sodu, wapnia czy węgla pochłaniają światło w znacznie szerszych pasmach długości fal niż gdziekolwiek indziej.

W WD J1330+6435 szerokie pasmo sodu połyka pomarańczową część widma, a wapń pochłania jego fioletowy koniec. To, co zostaje, ma maksimum w okolicy 500 nanometrów, czyli w zieleni. Kolor tej gwiazdy pochodzi więc z przechwyconych szczątków, a nie z jej temperatury.

Gwiazdy różowe, fioletowe i cyjanowe

Reszta palety wynika z innej chemii. Białe karły z węglem wyniesionym z jądra tworzą cząsteczki pochłaniające światło dokładnie tam, gdzie oko jest najczulsze, i wychodzą różowe lub fioletowe. Jeden z nich, WD J1011+2845, odległy o około 48 lat świetlnych, wysyła niemal całe swoje światło na falach dłuższych niż 600 nanometrów i może być najczerwieńszą gwiazdą, jaką kiedykolwiek udokumentowano, o głębokim łososiowo-różowym odcieniu.

Chłodne białe karły z mieszaniną wodoru i helu idą w przeciwną stronę. Pod ekstremalnym ciśnieniem cząsteczki wodoru zderzające się z atomami helu tak silnie pochłaniają podczerwień, że pozostałe światło przesuwa się ku błękitowi, co nadaje im cyjanowy odcień mimo niskiej temperatury. Inna bogata w sód gwiazda, WD J2356-2054, jest tak niebieska, że nie pasuje do niej żadna temperatura na standardowej skali barw, a zespół nazywa ją bogatszą w metale wersją zielonej gwiazdy. Dwie kolejne, WD J0851+1543 i WD J1351+2645, mają znacznie słabszy zielonkawy odcień.

Przeciętny biały karzeł jest jednak biały

Aby sprawdzić, czy takie osobliwości są częste, zespół przyjrzał się wszystkim znanym białym karłom w promieniu 20 parseków, czyli około 65 lat świetlnych, od Słońca: to spis obejmujący mniej więcej 150 gwiazd. Pięć miało nietypowe kolory, dwa żółte i trzy różowe, co wskazuje, że w całej Galaktyce mniej więcej jeden biały karzeł na 30 ma barwę inną niż biała.

Typowy jest po prostu biały. Mediana temperatury barwowej w pobliskiej próbce wyszła w okolicy 6800 kelwinów, blisko domowej żarówki o chłodnobiałym świetle, mającej około 6000 kelwinów. To koryguje rozpowszechniony obraz białych karłów jako niebieskich: gorące, niebieskie karły są jaśniejsze i widać je z większej odległości, więc przeważają w przeglądach ograniczonych jasnością.

„Jeden na trzydzieści może nie brzmieć jak duży odsetek, ale w całej populacji białych karłów we Wszechświecie to wciąż mnóstwo dziwnie zabarwionych gwiazd” – mówi Boris Gänsicke, profesor na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warwick. „Jeśli jednak weźmiemy medianę dla reprezentatywnej populacji białych karłów, wychodzi nam, że przeciętny biały karzeł naprawdę jest biały”.

Czego kolory nie przesądzają

Zielony werdykt opiera się na zaszumionym widmie. Autorzy przyznają, że rzeczywisty kolor WD J1330+6435 może nieco różnić się od ich obliczeń. Pewności dodaje im drugi, starszy model tej samej gwiazdy, zbudowany we wcześniejszym badaniu przy innym podejściu do sodu, który również dał kolor zielony.

Kolory są też obliczone, a nie zaobserwowane. Zależą od modeli atmosfer gwiazd, których fizyka wciąż jest trudna do odtworzenia, zwłaszcza tych bogatych w węgiel, oraz od standardowego modelu ludzkiego widzenia, który nie oddaje każdego oka. Próbki bogate w węgiel i metale dobrano tak, by pokazać skrajności, więc o tym, jak częsty jest każdy kolor, mówi tylko spis z promienia 20 parseków, a ten obejmuje zaledwie pięć gwiazd o nietypowej barwie. Nikt też nie może sprawdzić wyniku, po prostu patrząc.

Zielone gwiazdy: najczęstsze pytania

Czy istnieją zielone gwiazdy?

Dotąd żadnej gwieździe nie wykazano w wiarygodny sposób zielonego wyglądu. Według analizy z Warwick pierwszym znanym przykładem jest WD J1330+6435, biały karzeł z sodem i wapniem w gęstej atmosferze.

Dlaczego gwiazdy nie są zielone?

Zwykła gwiazda emituje światło w szerokim zakresie długości fal, z maksimum w punkcie wyznaczonym przez jej temperaturę. Nawet gdy maksimum wypada w zieleni, gwiazda wciąż wysyła mnóstwo czerwieni i błękitu, a ta mieszanka wygląda dla oka na białą. Zielony odcień może zostawić tylko silna absorpcja, która wycina inne kolory.

Czy zieloną gwiazdę widać przez teleskop?

Nie. WD J1330+6435 i inne białe karły są o wiele za słabe dla gołego oka, a przez teleskop oko przy słabym świetle traci zdolność rozróżniania barw. Zielony kolor to obliczenie tego, co zobaczyłby obserwator z bliska.

Jakiego koloru są białe karły?

Białego. Wśród wszystkich białych karłów w promieniu około 65 lat świetlnych od Słońca mediana temperatury barwowej wynosi około 6800 kelwinów, co ludzkie oko odbiera jako biel. Mniej więcej jeden na 30 ma nietypowy kolor, na przykład różowy lub żółty.

Co dalej z kolorowymi białymi karłami

Artykuł, którego autorami są Hollands, Gänsicke, Pier-Emmanuel Tremblay z Warwick i Koester, ukazał się online w RAS Techniques and Instruments 15 października 2026 roku w otwartym dostępie, po preprincie z 13 października. Uniwersytet Warwick ogłosił go 19 października, czasopismo Nature opisało go dwa dni później jako wyróżnienie badawcze (research highlight), a 22 października serwis NASA Astronomiczne Zdjęcie Dnia (APOD) pokazał artystyczną wizję zielonej gwiazdy. Zespół na życzenie udostępnia swoje modele widmowe innym badaczom i proponuje wyrenderowane tarcze do popularyzacji nauki.

Autorzy spodziewają się, że większa próbka chłodnych, bogatych w metale białych karłów wypełni ciągłe przejście barw między zielonym WD J1330+6435 a niebieskim WD J2356-2054.

Bibliografia: Hollands et al., „Any colour you like: the diverse chromaticities of white dwarfs,” RAS Techniques and Instruments, 2026. DOI: 10.1093/rasti/rzag069

Tagi: astronomia, University of Warwick, białe karły, kolory gwiazd, Mark Hollands, WD J1330+6435