The Knowledge Frontier

Anga na falakiImehakikiwa na wataalamuUchambuzi wa dataDakika 4 za kusoma

NYOTA PEKEE ZA KIJANI ZINAZOJULIKANA NI VIBETE WEUPE

Tazama anga la usiku: rangi za nyota ni hafifu lakini ni halisi. Betelgeuse na Antares huonekana na wekundu kidogo, Sirius na Rigel na ubuluu kidogo. Kwa nyota za kawaida, rangi ni kipimajoto. Mwanga wao kwa takriban hufuata ule wa kitu bora chenye joto, yaani kiwiliwili cheusi (blackbody), ambacho hubadilika kutoka chungwa hadi nyeupe hadi buluu kadiri kinavyozidi kupata joto.

Hata hivyo, nyota nyingi ni hafifu mno kuonekana kwa macho matupu, na hata kupitia darubini jicho ni dhaifu katika kupima rangi gizani. Picha za rangi nyingi za astronomia kwa kiasi kikubwa ni rangi bandia: kwa mfano, Utafiti wa Kidijitali wa Anga wa Sloan huweka mikanda yake ya i, r na g kuwa nyekundu, kijani na buluu, ingawa jicho la binadamu hufunika mikanda ya g na r pekee. Ni muhimu kwa sayansi, lakini hupotosha kuhusu jinsi nyota zinavyoonekana kweli.

Angahewa nzito kama kimiminika

Vibete weupe ni mabaki mazito yanayoachwa na nyota nyingi zinapokufa. Angahewa zao zinaweza kubanwa kwa kiwango cha ajabu — hadi takriban gramu 1 kwa kila sentimita ya ujazo kwa zile baridi zaidi, msongamano wa kimiminika. Katika hali hiyo, atomi za kaboni, kalsiamu au sodiamu hufyonza mwanga katika mikanda iliyopanuka kupita kiasi, yenye upana wa mamia hadi maelfu ya ångström. Mwanga unaotoroka unaweza kuwa tofauti sana na ule wa kiwiliwili cheusi.

Mark Hollands, Boris Gänsicke na Pier-Emmanuel Tremblay wa Chuo Kikuu cha Warwick, pamoja na Detlev Koester wa Chuo Kikuu cha Kiel, waliuliza swali rahisi ambalo hakuna aliyewahi kulishughulikia kwa nyota hizi: zingeonekana na rangi gani kwa mtazamaji wa kibinadamu aliye karibu vya kutosha kuona diski yake?

Kutoka spektra hadi skrini

Jibu linatoka kwenye sayansi ya rangi, fani inayorekebisha skrini na mwangaza. Timu ilijumuisha (integrate) kila spektra juu ya mikunjo sanifu inayoeleza usikivu wa jicho la binadamu (vitendakazi vya kulinganisha rangi vya CIE 1931), kisha ikageuza matokeo kuwa nafasi sanifu ya rangi ya skrini za kompyuta, sRGB. Kama ukaguzi, kielelezo cha Jua kinatoa nyeupe yenye uvuguvugu mdogo sana, msimbo wa hex #FFF1EC; kibete cheupe cha hidrojeni chenye nyuzi 10,000 kinatoa buluu iliyofifia.

Waliitumia mbinu hii kwa vielelezo vya angahewa, kwa makumi ya spektra zilizotazamwa zilizochaguliwa kwa sababu ya upekee wake, na kwa sensa kamili ya vibete weupe 152 walio ndani ya parseki 20 kutoka Jua.

Paleti ya nyota zilizokufa

Vibete weupe wenye angahewa za hidrojeni au heliamu tupu hutenda karibu kama viwiliwili vyeusi. Wengine hawafanyi hivyo.

  • Waridi na zambarau. Vibete weupe wenye kaboni nyingi, ambao molekuli zao za C₂ hufyonza mikanda mipana katikati ya mwanga unaoonekana, huangukia chini ya rangi za kiwiliwili cheusi. Mmoja wao, WD J1011+2845, aliye umbali wa parseki 14.7, hutoa sehemu kubwa ya mwanga wake unaoonekana zaidi ya nanomita 600. Rangi yake ni waridi ya samoni iliyokolea — kwa mujibu wa waandishi, huenda ndiyo nyota nyekundu zaidi inayojulikana kwa upande wa rangi inayotambuliwa na jicho.
  • Samawati-kijani (cyan). Baadhi ya vibete weupe baridi wenye mchanganyiko wa hidrojeni na heliamu hufyonzwa mwanga wao mwekundu na wa infraredi na molekuli zinazogongana. Wale walio katika hali ya kupindukia zaidi huwa samawati-kijani.
  • Njano. Katika WD J0744+4649, kalsiamu humeza sehemu kubwa ya mwanga ulio chini ya nanomita 460: nyota hii si ya chungwa, bali ya njano.
  • Kijani. WD J1330+6435, yenye nyuzi 4,240, hufyonzwa mwanga wake wa chungwa na sodiamu na mwanga wake wa urujuani na kalsiamu. Kinachobaki kina kilele karibu na nanomita 500: kijani cha shartruzi. Waandishi hawajui nyota nyingine yoyote, ya aina yoyote ile, inayodaiwa kuwa ya kijani, jambo linalofanya vibete weupe kuwa, hadi sasa, njia pekee inayojulikana ya kupata nyota ya kijani. Wanabainisha kuwa spektra yake ina kelele kiasi, lakini kielelezo cha zamani kinatoa rangi inayofanana.
  • Buluu kwa nyuzi 4,000. WD J2356−2054 ina takriban nyuzi 4,000 tu, lakini sodiamu hufuta katikati ya mwanga wake unaoonekana kwa ukamilifu kiasi kwamba inaonekana ya buluu angavu — ya buluu zaidi kuliko kiwiliwili cheusi chochote, hivyo haiwezi hata kupewa joto la rangi.

Nyeupe hata hivyo

Sensa ya ujirani wa parseki 20 inasimulia hadithi tulivu zaidi. Ni takriban 3.4% tu ya vibete weupe hawa wanaotoka waziwazi kwenye rangi za kiwiliwili cheusi: wawili wa njano na watatu wa waridi. Kwa wale 147 waliobaki, joto la rangi linaanzia nyuzi 3,000 hadi 25,000, na wastani wake wa kati, kelvini 6,768, unatoa msimbo wa hex #F9F5FF — karibu sana, kwa kushangaza, na nyeupe sanifu ya skrini za kompyuta. Waandishi wanakiri kufurahishwa kidogo: picha iliyozoeleka ya vibete weupe wenye ubuluu haiwakilishi uhalisia, ni upendeleo wa tafiti zinazopendelea nyota angavu zenye joto kali. Kwa wastani, vibete weupe kweli ni weupe.

Kuchora diski

Timu pia ilitengeneza picha za diski zenyewe, ikizingatia jinsi nyota inavyofifia kuelekea ukingo wake. Kwa vibete weupe wa hidrojeni, diski huonekana karibu bapa. Kwa wale wenye kaboni na metali nyingi, ukingo hufifia kwa nguvu na hata hubadilisha rangi: WD J1330+6435 ya kijani hugeuka ya chungwa kwenye pikseli za nje kabisa za diski yake. Nyuso za nyota hizi zinabaki kuwa angavu mno kuliko skrini yoyote inavyoweza kuonyesha, lakini waandishi wanatarajia picha hizi zitafaa kwa kueneza sayansi kwa umma. Wanatarajia pia mambo zaidi ya kushangaza: kati ya nyota ya kijani na ile ya buluu, huenda vibete weupe wengine wa kijani, samawati-kijani na buluu angavu wanasubiri katika tafiti za siku zijazo.