அறியப்பட்ட பச்சை விண்மீன்கள் வெண் குறுமீன்கள் மட்டுமே

இரவு வானத்தைப் பாருங்கள்: விண்மீன்களின் நிறங்கள் நுட்பமானவை, ஆனால் உண்மையானவை. திருவாதிரையும் (Betelgeuse) கேட்டையும் (Antares) சிவப்பாகவும், சிரியஸும் (Sirius) ரைஜெலும் (Rigel) சற்று நீலமாகவும் தெரிகின்றன. சாதாரண விண்மீன்களுக்கு, நிறம் ஒரு வெப்பமானி. அவற்றின் ஒளி தோராயமாக ஒரு இலட்சிய வெப்பப் பொருளின், அதாவது கரும்பொருளின் (blackbody), ஒளியைப் பின்பற்றுகிறது; அது சூடாகச் சூடாக ஆரஞ்சிலிருந்து வெண்மைக்கும் பின் நீலத்துக்கும் செல்கிறது.

ஆனால் பெரும்பாலான விண்மீன்கள் வெறுங்கண்ணால் பார்க்க முடியாத அளவுக்கு மங்கலானவை; தொலைநோக்கியின் வழியாகக்கூட, இருட்டில் நிறத்தை மதிப்பிடுவதில் கண் திறமையற்றது. வானியலின் வண்ணமயமான படங்கள் பெரும்பாலும் போலி நிறங்களே: எடுத்துக்காட்டாக, ஸ்லோன் எண்ணிம வான் அளவீடு (Sloan Digital Sky Survey) தன் i, r, g பட்டைகளைச் சிவப்பு, பச்சை, நீலத்தில் பொருத்துகிறது, மனிதக் கண் g, r பட்டைகளை மட்டுமே உள்ளடக்கினாலும். அறிவியலுக்குப் பயனுள்ளது, ஆனால் விண்மீன்கள் உண்மையில் எப்படித் தோன்றுகின்றன என்பதில் தவறான எண்ணம் தருவது.

ஒரு திரவம் அளவு அடர்த்தியான வளிமண்டலங்கள்

வெண் குறுமீன்கள் பெரும்பாலான விண்மீன்கள் இறந்த பிறகு விட்டுச்செல்லும் அடர்த்தியான எச்சங்கள். அவற்றின் வளிமண்டலங்கள் அசாதாரணமாக அழுத்தப்பட்டிருக்கலாம் — மிகக் குளிர்ந்தவற்றில் ஒரு கன சென்டிமீட்டருக்கு ஏறத்தாழ 1 கிராம் வரை, அதாவது ஒரு திரவத்தின் அடர்த்தி. இத்தகைய நிலைகளில், கார்பன், கால்சியம் அல்லது சோடியம் அணுக்கள் மிகப் பெரிதாக அகன்ற பட்டைகளில், நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான ஆங்ஸ்ட்ராம் அகலத்தில், ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன. தப்பி வெளிவரும் ஒளி கரும்பொருளின் ஒளியிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருக்கலாம்.

வார்விக் பல்கலைக்கழகத்தின் Mark Hollands, Boris Gänsicke, Pier-Emmanuel Tremblay ஆகியோர், கீல் பல்கலைக்கழகத்தின் Detlev Koester உடன் இணைந்து, இந்த விண்மீன்களுக்கு யாரும் கவனிக்காத ஓர் எளிய கேள்வியைக் கேட்டனர்: அவற்றின் வட்டைக் காணும் அளவுக்கு அருகில் இருக்கும் ஒரு மனிதப் பார்வையாளருக்கு அவை என்ன நிறத்தில் தெரியும்?

நிறமாலையிலிருந்து திரைக்கு

விடை, திரைகளையும் ஒளியமைப்பையும் அளவுதிருத்தம் செய்யும் துறையான நிற அறிவியலிலிருந்து வருகிறது. மனிதக் கண்ணின் உணர்திறனை விவரிக்கும் நிலையான வளைவுகளின் (CIE 1931 நிறப் பொருத்தச் சார்புகள், CIE 1931 colour-matching functions) மீது குழு ஒவ்வொரு நிறமாலையையும் (spectrum) தொகையிட்டது (integrated); பின்னர் விளைவைக் கணினித் திரைகளின் நிலையான நிற வெளியான sRGB-க்கு மாற்றியது. சரிபார்ப்பாக, சூரியனின் ஒரு மாதிரி மிகச் சற்றே வெதுவெதுப்பான வெண்மையாக வருகிறது, ஹெக்ஸ் குறியீடு #FFF1EC; 10,000 டிகிரி ஹைட்ரஜன் வெண் குறுமீன், வெளிர் நீலம்.

இதை அவர்கள் மாதிரி வளிமண்டலங்களுக்கும், விசித்திரங்களுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட டஜன் கணக்கான கவனிக்கப்பட்ட நிறமாலைகளுக்கும், சூரியனிலிருந்து 20 பார்செக்குக்குள் உள்ள 152 வெண் குறுமீன்களின் முழுமையான கணக்கெடுப்புக்கும் பயன்படுத்தினர்.

இறந்த விண்மீன்களின் வண்ணத் தட்டு

தூய ஹைட்ரஜன் அல்லது ஹீலியம் வளிமண்டலங்கள் கொண்ட வெண் குறுமீன்கள் ஏறக்குறையக் கரும்பொருள்களைப் போலவே நடந்துகொள்கின்றன. மற்றவை அப்படி இல்லை.

• இளஞ்சிவப்பும் ஊதாவும். C₂ மூலக்கூறுகள் கட்புலனாகும் ஒளியின் நடுவில் அகன்ற பட்டைகளை உறிஞ்சும் கார்பன் நிறைந்த வெண் குறுமீன்கள், கரும்பொருள் நிறங்களுக்குக் கீழே விழுகின்றன. அவற்றில் ஒன்றான WD J1011+2845, 14.7 பார்செக் தொலைவில், தன் கட்புலனாகும் ஒளியின் பெரும்பகுதியை 600 நானோமீட்டருக்கு அப்பால் உமிழ்கிறது. அதன் நிறம் அடர் சால்மன் இளஞ்சிவப்பு — ஆசிரியர்களின் கூற்றுப்படி, உணரப்படும் நிறத்தின் அடிப்படையில் அறியப்பட்டவற்றில் மிகச் சிவப்பான விண்மீன் இதுவாக இருக்கலாம்.
• சியான் (நீலப்பச்சை). ஹைட்ரஜனும் ஹீலியமும் கலந்த சில குளிர்ந்த வெண் குறுமீன்களின் சிவப்பு மற்றும் அகச்சிவப்பு ஒளியை மோதும் மூலக்கூறுகள் உறிஞ்சுகின்றன. அவற்றில் மிகத் தீவிரமானவை சியான் நிறமாகின்றன.
• மஞ்சள். WD J0744+4649-இல், 460 நானோமீட்டருக்குக் கீழான ஒளியின் பெரும்பகுதியைக் கால்சியம் விழுங்குகிறது: அந்த விண்மீன் ஆரஞ்சு அல்ல, மஞ்சள்.
• பச்சை. 4,240 டிகிரியில் உள்ள WD J1330+6435-இன் ஆரஞ்சு ஒளியைச் சோடியமும் ஊதா ஒளியைக் கால்சியமும் உறிஞ்சுகின்றன. எஞ்சியிருப்பது ஏறத்தாழ 500 நானோமீட்டரில் உச்சம் பெறுகிறது: பளிச்சிடும் மஞ்சள்-பச்சை (chartreuse). பச்சை என்று கூறப்பட்ட வேறு எந்த வகை விண்மீனையும் ஆசிரியர்கள் அறியவில்லை; இதனால், இதுவரை, பச்சை விண்மீனை உருவாக்க அறியப்பட்ட ஒரே வழி வெண் குறுமீன்களே. அதன் நிறமாலை சற்று இரைச்சல் கொண்டது என்று அவர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர், ஆனால் ஒரு பழைய மாதிரியும் இதே போன்ற சாயலைத் தருகிறது.
• 4,000 டிகிரியில் நீலம். WD J2356−2054 ஏறத்தாழ 4,000 டிகிரி மட்டுமே; ஆனாலும் சோடியம் அதன் கட்புலனாகும் ஒளியின் நடுப்பகுதியை முற்றிலுமாக அழித்துவிடுவதால் அது அடர் நீலமாகத் தெரிகிறது — எந்தக் கரும்பொருளையும்விட நீலமானது; எனவே அதற்கு ஒரு நிற வெப்பநிலையைக் (colour temperature) கூடக் கொடுக்க முடியாது.

இறுதியில் வெண்மையே

20 பார்செக் அண்மைப் பகுதியின் கணக்கெடுப்பு அமைதியான கதையைச் சொல்கிறது. இந்த வெண் குறுமீன்களில் ஏறத்தாழ 3.4% மட்டுமே கரும்பொருள் நிறங்களிலிருந்து தெளிவாக விலகுகின்றன: இரண்டு மஞ்சள், மூன்று இளஞ்சிவப்பு. மீதமுள்ள 147-க்கு, நிற வெப்பநிலைகள் 3,000 முதல் 25,000 டிகிரி வரை பரவியுள்ளன; அவற்றின் இடைநிலை (median), 6,768 கெல்வின், #F9F5FF என்ற ஹெக்ஸ் குறியீட்டைத் தருகிறது — கணினித் திரைகளின் நிலையான வெண்மைக்கு வியக்கத்தக்க அளவில் நெருக்கமானது. ஆசிரியர்கள் சிறிது வேடிக்கையாக உணர்ந்ததை ஒப்புக்கொள்கின்றனர்: நீலம் கலந்த வெண் குறுமீன்கள் என்ற பொதுவான சித்திரம் பிரதிநிதித்துவமானது அல்ல; அது பிரகாசமான, சூடான விண்மீன்களுக்குச் சாதகமான அளவீடுகளின் சார்புநிலை. சராசரியாக, வெண் குறுமீன்கள் உண்மையிலேயே வெண்மையானவை.

வட்டுகளுக்கு வண்ணம் தீட்டுதல்

ஒரு விண்மீன் அதன் விளிம்பை நோக்கி எப்படி இருள்கிறது என்பதைக் கணக்கில் கொண்டு, குழு வட்டுகளின் படங்களையும் உருவாக்கியது. ஹைட்ரஜன் வெண் குறுமீன்களுக்கு, வட்டுகள் ஏறக்குறையச் சீராகத் தெரிகின்றன. கார்பனும் உலோகங்களும் நிறைந்தவற்றுக்கு, விளிம்பு வலுவாக இருள்கிறது, சாயலும் கூட மாறுகிறது: பச்சை WD J1330+6435, தன் வட்டின் மிக வெளிப்புறப் படப்புள்ளிகளில் (pixels) ஆரஞ்சாக மாறுகிறது. இந்த விண்மீன்களின் மேற்பரப்புகள் எந்தத் திரையும் காட்டக்கூடியதைவிடப் பல மடங்கு பிரகாசமானவை; ஆனால் இந்த உருவப்படங்கள் அறிவியலைப் பொதுமக்களிடம் கொண்டுசெல்லப் பயன்படும் என்று ஆசிரியர்கள் எதிர்பார்க்கின்றனர். மேலும் பல வியப்புகளையும் அவர்கள் எதிர்பார்க்கின்றனர்: பச்சை விண்மீனுக்கும் நீல விண்மீனுக்கும் இடையே, பளிச்சிடும் பச்சை, சியான், நீல நிறங்களில் வேறு வெண் குறுமீன்கள் எதிர்கால அளவீடுகளில் காத்திருக்கக்கூடும்.