Estem acostumats que les estrelles tinguin tons vermellosos, blancs o blavosos, depenent principalment de la seva temperatura. No obstant això, els astrònoms han identificat un objecte que trenca amb aquesta relació habitual: una estrella que, si poguéssim observar-la des d'una distància prou propera, tindria un cridaner color verd groguenc.
Es diu WD J1330+6435, es troba a uns 280 anys llum de la Terra i pertany a la família de les nanes blanques, les restes extremament denses que deixen algunes estrelles quan esgoten el seu combustible. Una nova anàlisi de la seva llum ha permès identificar una característica que fins ara no s'havia documentat de forma convincent en cap altra estrella.
La investigació, dirigida per Mark Hollands, de la Universitat de Warwick, i publicada a RAS Techniques and Instruments, mostra que la composició química d'algunes nanes blanques pot alterar el seu color molt més de l'esperat. L'equip també ha identificat objectes que presentarien tonalitats roses, violetes, grogues i blava verdosa, ampliant la varietat de colors que poden mostrar aquests romanents estel·lars.
Una estrella verda que va deixar de produir energia mitjançant fusió nuclear
WD J1330+6435 és una nana blanca, el tipus d'objecte que queda quan una estrella de massa relativament baixa o intermèdia, com el nostre Sol, acaba la seva evolució i expulsa les seves capes exteriors. El que roman és un nucli molt compacte que continua emetent llum gràcies a la calor acumulada, encara que ja no manté les reaccions de fusió nuclear que alimentaven l'estrella original.
Aquests romanents poden conservar temperatures elevades durant milers de milions d'anys, però es refreden progressivament. WD J1330+6435 té una temperatura estimada d'uns 4.000 graus Celsius, relativament baixa per a una nana blanca, i presenta una composició atmosfèrica poc habitual.
Els investigadors van trobar senyals de calci, liti i sodi, elements que haurien arribat a l'estrella mitjançant l'acumulació de restes rocoses del seu antic sistema planetari. Part del material que pertanyia a petits cossos, com asteroides, hauria acabat caient sobre la superfície del romanent estel·lar.
L'evolució d'aquests sistemes pot ser complexa fins i tot després que l'estrella original hagi desaparegut. S'han observat planetes que continuen orbitant estrelles mortes milers de milions d'anys després de la seva formació, mentre altres cossos poden fragmentar-se o acabar sent absorbits per la nana blanca.
A WD J1330+6435, aquest material incorporat a l'atmosfera ha resultat fonamental per comprendre per què la seva llum tindria un aspecte tan diferent del d'altres estrelles.
Per què una nana blanca pot semblar verda
El color d'una estrella depèn principalment de la temperatura de la seva superfície. Les més fredes solen veure's vermelloses o ataronjades, mentre les més calentes presenten tonalitats blanques o blavoses. La diferència es deu a com es distribueix l'energia que emeten entre les diferents longituds d'ona de la llum visible.
Les nanes blanques solen seguir una relació semblant, encara que les seves atmosferes poden assolir densitats extraordinàries. En alguns d'aquests objectes, el material atmosfèric arriba a tenir una densitat pròxima a un gram per centímetre cúbic, comparable a la de l'aigua i milions de vegades superior a la de la superfície visible del Sol.
Sota aquestes condicions, els elements químics interactuen amb el material que els envolta i poden absorbir una gamma de longituds d'ona molt més àmplia de l'habitual. Això modifica la proporció de colors que aconsegueix escapar de l'estrella i arribar fins a un observador.
A WD J1330+6435, el sodi present a l'atmosfera absorbeix una part considerable de la llum groga, taronja i vermella. El resultat és una distribució de llum que els nostres ulls interpretarien com un verd groguenc, conegut com a verd Chartrené, en lloc del to que caldria esperar únicament per la seva temperatura.
Per arribar a aquesta conclusió, els investigadors van analitzar l'espectre de l'estrella, és a dir, la distribució de la seva llum entre diferents longituds d'ona. Després van utilitzar un model de visió humana per calcular quin color percebríem en observar-la des d'una distància adequada.
Això significa que el color verd no procedeix d'una fotografia convencional de l'estrella. La seva aparença s'ha determinat mitjançant mesuraments espectroscòpics i models físics, mentre que les imatges utilitzades per divulgar el descobriment són representacions artístiques.
L'estudi de la composició química també permet reconstruir altres episodis de l'evolució estel·lar. En determinats sistemes, per exemple, la presència anòmala de liti ha servit per investigar estrelles que van poder engolir antics planetes, mostrant com els elements presents en una atmosfera poden revelar esdeveniments del passat.
També hi ha estrelles mortes roses, violetes i grogues
WD J1330+6435 és l'exemple més cridaner de l'estudi, però no l'únic objecte amb una aparença inesperada. En examinar altres nanes blanques, els astrònoms van trobar que determinades combinacions d'elements químics i condicions atmosfèriques poden produir colors molt diferents.
Les nanes blanques que contenen quantitats importants de carboni poden presentar tons roses o violetes. Altres que han incorporat material procedent d'asteroides i cometes poden veure's grogues, mentre que algunes atmosferes fredes amb hidrogen i heli generen tonalitats blava verdosa o cian.
Un dels casos més interessants és WD J1011+2845, situada a uns 48 anys llum de la Terra. En aquesta nana blanca, els moviments del material estel·lar transporten carboni des de l'interior cap a la superfície, on modifica profundament les longituds d'ona de la llum que aconsegueix fugir.
Els investigadors van calcular que tindria una aparença rosa salmó especialment intensa i podria trobar-se entre les estrelles d'aspecte més vermellós identificades fins ara. El seu color, igual que el de WD J1330+6435, no s'explica únicament per la temperatura.
Per determinar si aquests objectes eren excepcions aïllades, l'equip va analitzar una mostra representativa de 151 nanes blanques situades a menys d'uns 65 anys llum de la Terra. Van trobar-ne cinc amb colors poc habituals: dues grogues i tres roses.
A partir d'aquests resultats, estimen que aproximadament una de cada 30 nanes blanques podria presentar una tonalitat inesperada. Encara que la proporció és petita, suposa que podria haver-hi una gran quantitat d'estrelles amb colors poc comuns repartides per la galàxia.
L'estudi també va permetre revisar l'aparença de les nanes blanques en general. Les més calentes i blavoses són més brillants, per la qual cosa solen detectar-se amb facilitat més alta en els estudis astronòmics. No obstant això, quan s'examina una població pròxima més representativa, el color típic resulta ser blanc.
Els investigadors van calcular una temperatura de color mediana pròxima als 6.800 kèlvins per a aquestes estrelles, corresponent a una aparença essencialment blanca. Així, l'estudi confirma que el nom de les nanes blanques continua sent adequat, encara que algunes puguin apartar-se notablement d'aquesta tonalitat.
El descobriment de WD J1330+6435 amplia el que sabem sobre l'aparença d'aquests objectes. L'enorme densitat de les seves atmosferes i els materials que incorporen d'antics sistemes planetaris poden modificar profundament la llum que emeten, fins a produir un color que fins ara no s'havia identificat de manera convincent en cap altra estrella.