తెలిసిన ఆకుపచ్చ నక్షత్రాలు శ్వేత మరుగుజ్జులు మాత్రమే

రాత్రి ఆకాశం వైపు చూడండి: నక్షత్రాల రంగులు సూక్ష్మంగా ఉన్నా నిజమైనవే. బీటల్‌జ్యూస్, జ్యేష్ఠ (అంటారెస్) ఎర్రగా కనిపిస్తాయి, లుబ్ధకుడు (సిరియస్), రైజెల్ కొద్దిగా నీలంగా. సాధారణ నక్షత్రాలకు రంగు ఒక థర్మామీటర్. వాటి కాంతి స్థూలంగా ఒక ఆదర్శ వేడి వస్తువు, అంటే కృష్ణ వస్తువు (blackbody) కాంతిని అనుసరిస్తుంది, అది వేడెక్కే కొద్దీ నారింజ నుంచి తెలుపుకు, ఆ తర్వాత నీలానికి మారుతుంది.

అయితే, చాలా నక్షత్రాలు కంటికి కనిపించనంత మసకగా ఉంటాయి, టెలిస్కోప్ ద్వారా చూసినా చీకట్లో రంగును అంచనా వేయడంలో కన్ను బలహీనమైనది. ఖగోళశాస్త్రంలోని రంగురంగుల చిత్రాలు చాలావరకు కృత్రిమ రంగులవే: ఉదాహరణకు, స్లోన్ డిజిటల్ స్కై సర్వే తన i, r, g పట్టీలను ఎరుపు, ఆకుపచ్చ, నీలం రంగులకు కేటాయిస్తుంది, మానవ కన్ను g, r పట్టీలను మాత్రమే గ్రహించినప్పటికీ. ఇది విజ్ఞానశాస్త్రానికి ఉపయోగకరమే, కానీ నక్షత్రాలు వాస్తవంగా ఎలా కనిపిస్తాయనే విషయంలో తప్పుదారి పట్టిస్తుంది.

ద్రవమంత సాంద్రమైన వాతావరణాలు

శ్వేత మరుగుజ్జులు చాలా నక్షత్రాలు మరణించాక మిగిల్చే సాంద్ర అవశేషాలు. వాటి వాతావరణాలు అసాధారణంగా కుదించబడి ఉండొచ్చు — అత్యంత చల్లనివాటిలో సుమారు ఘన సెంటీమీటరుకు 1 గ్రాము వరకు, అంటే ఒక ద్రవపు సాంద్రత. అలాంటి పరిస్థితుల్లో కార్బన్, కాల్షియం లేదా సోడియం పరమాణువులు అపారంగా విస్తరించిన పట్టీలలో కాంతిని శోషిస్తాయి, వాటి వెడల్పు వందల నుంచి వేల ఆంగ్‌స్ట్రామ్‌లు. బయటకు తప్పించుకునే కాంతి కృష్ణ వస్తువు కాంతికి చాలా భిన్నంగా ఉండొచ్చు.

వార్విక్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన మార్క్ హాలండ్స్, బోరిస్ గెన్సికే, పియర్-ఇమాన్యుయెల్ ట్రెంబ్లే, కీల్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన డెట్లెఫ్ కోస్టర్‌తో కలిసి, ఈ నక్షత్రాల గురించి ఎవరూ పరిశీలించని ఒక సరళమైన ప్రశ్న అడిగారు: వాటి బింబాన్ని చూడగలిగేంత దగ్గరగా ఉన్న మానవ పరిశీలకుడికి అవి ఏ రంగులో కనిపిస్తాయి?

వర్ణపటం నుంచి తెర వరకు

సమాధానం వర్ణ విజ్ఞానం నుంచి వస్తుంది, అంటే తెరలను, దీపాలను క్రమాంకనం చేసే రంగం. బృందం ప్రతి వర్ణపటాన్ని మానవ కంటి సున్నితత్వాన్ని వివరించే ప్రామాణిక వక్రాలపై (CIE 1931 వర్ణ-సరిపోలిక ప్రమేయాలు) సమాకలనం చేసి, ఆ ఫలితాన్ని కంప్యూటర్ మానిటర్ల ప్రామాణిక వర్ణ ప్రదేశమైన sRGBలోకి మార్చింది. తనిఖీగా, సూర్యుడి నమూనా అతి స్వల్పంగా వెచ్చని తెలుపుగా వస్తుంది, హెక్స్ కోడ్ #FFF1EC; 10,000 డిగ్రీల హైడ్రోజన్ శ్వేత మరుగుజ్జు లేత నీలంగా వస్తుంది.

వారు దీన్ని వాతావరణ నమూనాలకు, వింత లక్షణాల కోసం ఎంచుకున్న డజన్ల కొద్దీ పరిశీలిత వర్ణపటాలకు, సూర్యుడి నుంచి 20 పార్సెక్‌ల లోపల ఉన్న 152 శ్వేత మరుగుజ్జుల సంపూర్ణ గణనకు వర్తింపజేశారు.

మృత నక్షత్రాల రంగుల పాలెట్

స్వచ్ఛమైన హైడ్రోజన్ లేదా హీలియం వాతావరణాలున్న శ్వేత మరుగుజ్జులు దాదాపు కృష్ణ వస్తువుల్లాగే ప్రవర్తిస్తాయి. మిగతావి అలా కాదు.

• గులాబీ, ఊదా. కార్బన్ అధికంగా ఉన్న శ్వేత మరుగుజ్జులు, వాటి C₂ అణువులు దృశ్య కాంతి మధ్యభాగంలో విశాలమైన పట్టీలను శోషించడం వల్ల, కృష్ణ వస్తువు రంగుల కంటే దిగువకు జారుతాయి. వాటిలో ఒకటైన, 14.7 పార్సెక్‌ల దూరంలోని WD J1011+2845, తన దృశ్య కాంతిలో ఎక్కువ భాగాన్ని 600 నానోమీటర్లకు ఆవల విడుదల చేస్తుంది. దాని రంగు గాఢమైన సాల్మన్ గులాబీ — రచయితల ప్రకారం, గ్రహించే రంగు పరంగా బహుశా తెలిసిన వాటిలో అత్యంత ఎర్రని నక్షత్రం.
• సయాన్. హైడ్రోజన్, హీలియం మిశ్రమం ఉన్న కొన్ని చల్లని శ్వేత మరుగుజ్జుల ఎరుపు, పరారుణ కాంతిని ఢీకొనే అణువులు శోషిస్తాయి. అత్యంత తీవ్రమైనవి సయాన్ (నీలి-ఆకుపచ్చ) రంగులోకి మారతాయి.
• పసుపు. WD J0744+4649లో కాల్షియం 460 నానోమీటర్ల కంటే తక్కువ కాంతిలో ఎక్కువ భాగాన్ని మింగేస్తుంది: ఈ నక్షత్రం నారింజ కాదు, పసుపు.
• ఆకుపచ్చ. 4,240 డిగ్రీల వద్ద ఉన్న WD J1330+6435 నారింజ కాంతిని సోడియం, ఊదా కాంతిని కాల్షియం శోషిస్తాయి. మిగిలిన కాంతి సుమారు 500 నానోమీటర్ల వద్ద శిఖరాన్ని చేరుతుంది: షార్ట్రూజ్ ఆకుపచ్చ. ఏ రకానికి చెందినదైనా, ఆకుపచ్చగా ఉందని చెప్పబడిన మరే నక్షత్రమూ రచయితలకు తెలియదు, దీంతో ఇప్పటివరకు ఆకుపచ్చ నక్షత్రాన్ని సృష్టించే ఏకైక తెలిసిన మార్గం శ్వేత మరుగుజ్జులే. దాని వర్ణపటంలో కొంత శబ్దం (noise) ఉందని వారు పేర్కొంటారు, కానీ ఒక పాత నమూనా కూడా ఇలాంటి ఛాయనే ఇస్తుంది.
• 4,000 డిగ్రీల వద్ద నీలం. WD J2356−2054 కేవలం సుమారు 4,000 డిగ్రీల వద్ద ఉంది, అయినా సోడియం దాని దృశ్య కాంతి మధ్యభాగాన్ని ఎంత పూర్తిగా తుడిచేస్తుందంటే అది ప్రకాశవంతమైన నీలంగా కనిపిస్తుంది — ఏ కృష్ణ వస్తువు కంటే కూడా ఎక్కువ నీలం, కాబట్టి దానికి వర్ణ ఉష్ణోగ్రతను కూడా ఇవ్వలేం.

చివరికి తెలుపే

20 పార్సెక్‌ల పరిసరాల గణన మరింత ప్రశాంతమైన కథను చెబుతుంది. ఈ శ్వేత మరుగుజ్జుల్లో కేవలం సుమారు 3.4% మాత్రమే కృష్ణ వస్తువు రంగుల నుంచి స్పష్టంగా దూరం జరుగుతాయి: రెండు పసుపు, మూడు గులాబీ. మిగిలిన 147కి వర్ణ ఉష్ణోగ్రతలు 3,000 నుంచి 25,000 డిగ్రీల వరకు విస్తరించి ఉన్నాయి, వాటి మధ్యగతం, 6,768 కెల్విన్‌లు, హెక్స్ కోడ్ #F9F5FFని ఇస్తుంది — కంప్యూటర్ తెరల ప్రామాణిక తెలుపుకు అద్భుతంగా దగ్గరగా. రచయితలు కొంత వినోదం కలిగిందని ఒప్పుకుంటారు: నీలి ఛాయ గల శ్వేత మరుగుజ్జుల సాధారణ చిత్రం ప్రాతినిధ్యం వహించేది కాదు, అది ప్రకాశవంతమైన, వేడి నక్షత్రాలకు ప్రాధాన్యమిచ్చే సర్వేల పక్షపాతం. సగటున, శ్వేత మరుగుజ్జులు నిజంగానే తెల్లగా ఉంటాయి.

బింబాలను చిత్రించడం

నక్షత్రం అంచు వైపు ఎలా మసకబారుతుందో పరిగణనలోకి తీసుకుని, బృందం బింబాల చిత్రాలను కూడా రూపొందించింది. హైడ్రోజన్ శ్వేత మరుగుజ్జుల బింబాలు దాదాపు సమతలంగా కనిపిస్తాయి. కార్బన్, లోహాలు అధికంగా ఉన్నవాటిలో అంచు బాగా మసకబారుతుంది, ఛాయ కూడా మారుతుంది: ఆకుపచ్చ WD J1330+6435 తన బింబపు అత్యంత బయటి పిక్సెల్‌లలో నారింజ రంగులోకి మారుతుంది. ఈ నక్షత్రాల ఉపరితలాలు ఏ తెరైనా చూపగలిగే దానికంటే ఎన్నో రెట్లు ప్రకాశవంతంగానే ఉంటాయి, కానీ ఈ చిత్రపటాలు విజ్ఞాన ప్రచారానికి ఉపయోగపడతాయని రచయితలు ఆశిస్తున్నారు. మరిన్ని ఆశ్చర్యాలనూ వారు ఆశిస్తున్నారు: ఆకుపచ్చ నక్షత్రానికి, నీలి నక్షత్రానికి మధ్య, ఇతర ప్రకాశవంతమైన ఆకుపచ్చ, సయాన్, నీలి శ్వేత మరుగుజ్జులు బహుశా భవిష్యత్ సర్వేలలో ఎదురుచూస్తున్నాయి.