Astronomen hebben een groene ster geïdentificeerd. Hij heet WD J1330+6435, heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 4000 graden en een kleur die hij volgens traditionele astronomische kennis niet had mogen hebben. Een lichtgroen neigend naar geel, vergelijkbaar met dat van een onrijpe appel. Wat het zo bijzonder maakt, zijn de sporen van natrium en calcium die in de atmosfeer aanwezig zijn, waarschijnlijk afkomstig van de overblijfselen van een oud planetenstelsel.
De ontdekking komt van een groep onderzoekers van de Universiteit van Warwick, in het Verenigd Koninkrijk, die de kleuren hebben gereconstrueerd van enkele sterren die nu de laatste fase van hun evolutie hebben bereikt. De studie, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift RAS-technieken en instrumentenhad ook nog andere verrassingen in petto: er zijn witte dwergen die roze, paars, geel en zelfs cyaan lijken. Een chromatische variatie die tot nu toe verborgen was gebleven in astronomische gegevens.
Want tot nu toe hadden we nog geen groene sterren gevonden
Sterren kunnen oranje, wit of blauw lijken. De kleur hangt vooral af van de oppervlaktetemperatuur: de koudere neigen naar rood en oranje, de warmere naar wit en blauw. Na deze progressie zou het natuurlijk zijn om ook groene sterren voor te stellen, halverwege tussen de andere tinten. Maar normaal gesproken werkt het niet zo.
Sterren zenden licht uit op vele golflengten tegelijk. Zelfs als een groot deel van de straling geconcentreerd is in het groene gebied van het spectrum, zijn er nog steeds voldoende rode en blauwe componenten aanwezig zodat onze ogen een algeheel wit licht kunnen waarnemen. De zon straalt bijvoorbeeld veel licht uit in het groene gebied, maar vanuit de ruimte lijkt hij in wezen wit.
WD J1330+6435 is een uitzondering dankzij zijn atmosfeer. Het is een witte dwerg, wat overblijft van een ster nadat hij de brandstof heeft opgebruikt die nodig is om kernreacties te ondersteunen en zijn buitenste lagen heeft verloren. Zelfs onze zon zou over miljarden jaren zijn evolutie op deze manier moeten voltooien.
Witte dwergen hebben afmetingen die vergelijkbaar zijn met die van de aarde, ondanks dat ze een enorme hoeveelheid materie bevatten. In hun atmosfeer, vooral als ze afkoelen, kan de dichtheid waarden bereiken die vergelijkbaar zijn met die van water. Het is in deze extreme omstandigheden dat sommige chemische elementen het uitgestraalde licht diepgaand wijzigen.
Het natrium absorbeert het oranje licht en de ster wordt groen
WD J1330+6435 was bij astronomen al bekend vanwege de aanwezigheid van lithium, calcium en natrium in de atmosfeer. Elementen die duiden op de opeenhoping van rotsachtig materiaal, waarschijnlijk afkomstig van lichamen die rond de ster cirkelden vóór de transformaties van het planetenstelsel.
In zo’n dichte atmosfeer absorbeert natrium een groot deel van het oranje licht, terwijl calcium een deel van de violette component aftrekt. De verdeling van het licht dat weet te ontsnappen wordt zo veranderd, tot het punt dat er een schaduw ontstaat die onderzoekers omschrijven als chartreusegroen, een lichtgroen met een gele component.
Zoals astrofysicus Mark Hollands uitlegt in het persbericht van de Universiteit van Warwick, absorberen sporen van natrium in de atmosfeer het oranje deel van het spectrum, waardoor een bijzondere groenachtige helderheid overblijft.
Een fenomeen dat de onderzoekers zelf verraste. Meestal verandert de chemische samenstelling van sterren de kleur die we waarnemen slechts in beperkte mate. Bij witte dwergen kan de extreme dichtheid van de atmosfeer de absorptie van bepaalde golflengten echter enorm versterken.
Om te bepalen welke kleur we zouden zien, analyseerden astronomen stellaire spectra en gebruikten ze modellen van het menselijk zicht. De sterren zijn te klein en te ver weg om hun gekleurde schijf rechtstreeks waar te nemen, maar het opgevangen licht stelt hen in staat hun uiterlijk te reconstrueren. In het geval van WD J1330+6435 is het resultaat precies dat bijzondere groen, met een tint die enigszins kan afwijken ten opzichte van de reconstructie. De modellen maakten het zelfs mogelijk om te reproduceren hoe helderheid en kleur zouden veranderen tussen het midden en de randen van de ster. In het midden zou het groen intenser zijn, terwijl het naar buiten toe steeds lichter zou worden.
Ook roze, paarse en blauwe sterren: wat de studie zegt
De groenwitte dwerg is slechts een van de bijzondere objecten die zijn onderzocht. Het team zag twee andere witte dwergen met veel lichtere groenachtige tinten, evenals sterren die roze, paars, geel of cyaan leken. De tinten zijn afhankelijk van de samenstelling van de atmosfeer. Koolstof kan bijvoorbeeld bepaalde componenten van licht absorberen, waardoor een roze of paarsachtige kleur ontstaat. Bij andere witte dwergen helpen interacties tussen waterstof en helium blauwe tinten te genereren.
Een van de meest bijzondere voorbeelden is WD J1011+2845, een witte dwerg op ongeveer 48 lichtjaar afstand van de aarde. De koolstofmoleculen in de atmosfeer absorberen een groot deel van het zichtbare licht, waardoor een bijzonder intense zalmroze kleur overblijft. Volgens onderzoekers zou het een van de roodst uitziende sterren kunnen zijn die ooit zijn geïdentificeerd.
Om te begrijpen hoe vaak deze kleuren voorkomen, onderzochten astronomen ook een monster van 152 witte dwergen binnen een straal van ongeveer 65 lichtjaar van de zon. Vijf hadden aanzienlijk andere kleuren dan normaal verwacht: twee gele en drie roze. De meest opvallende groene ster, WD J1330+6435, behoort tot een andere selectie van geanalyseerde objecten.
Ongebruikelijke kleuren lijken daarom vrij zeldzaam, maar de hoeveelheid witte dwergen die in onze Melkweg aanwezig zijn, geeft aan hoeveel andere gevallen er nog kunnen worden geïdentificeerd. Het onderzoek biedt ook een andere manier om de geschiedenis van de sterren te lezen. Kleur kan iets vertellen over hun chemische samenstelling en, in sommige gevallen, over de objecten die hen ooit omringden.
In het geval van WD J1330+6435 zou het groen de erfenis kunnen zijn van een inmiddels verdwenen planetenstelsel. Rotsfragmenten die in de atmosfeer van een dode ster terechtkwamen, rijk genoeg aan natrium en calcium om zelfs van kleur te veranderen. Van die hemellichamen zouden alleen chemische sporen overblijven. En een groene ster.
