BİLİNEN TEK YEŞİL YILDIZLAR BEYAZ CÜCELER

Gece gökyüzüne bakın: yıldızların renkleri belli belirsiz ama gerçektir. Betelgeuse ve Antares kırmızımsı, Sirius ve Rigel hafif mavimsi görünür. Sıradan yıldızlar için renk bir termometredir. Işıkları kabaca ideal bir sıcak cismin, bir kara cismin, ışığını izler; kara cisim ısındıkça turuncudan beyaza, oradan maviye geçer.

Ancak yıldızların çoğu çıplak gözle görülemeyecek kadar sönüktür ve bir teleskopla bile göz, karanlıkta rengi pek iyi değerlendiremez. Astronomideki renkli görüntüler çoğunlukla sahte renklidir: örneğin Sloan Dijital Gökyüzü Taraması (Sloan Digital Sky Survey), i, r ve g bantlarını kırmızı, yeşil ve maviye eşler; oysa insan gözü yalnızca g ve r bantlarını kapsar. Bilim için yararlıdır ama yıldızların gerçekte nasıl göründüğü konusunda yanıltıcıdır.

Bir sıvı kadar yoğun atmosferler

Beyaz cüceler, yıldızların çoğunun ölümünden sonra geride kalan yoğun kalıntılardır. Atmosferleri olağanüstü sıkışmış olabilir — en soğuklarda santimetreküp başına yaklaşık 1 grama kadar, yani bir sıvının yoğunluğu. Böyle koşullarda karbon, kalsiyum ya da sodyum atomları ışığı, yüzlerce ila binlerce ångström genişliğinde, son derece genişlemiş bantlar boyunca soğurur. Dışarı kaçan ışık bir kara cisminkinden çok uzak olabilir.

Warwick Üniversitesi’nden Mark Hollands, Boris Gänsicke ve Pier-Emmanuel Tremblay, Kiel Üniversitesi’nden Detlev Koester ile birlikte, bu yıldızlar için kimsenin ele almadığı basit bir soru sordu: disklerini görebilecek kadar yakın bir insan gözlemciye hangi renkte görünürlerdi?

Tayftan ekrana

Yanıt, ekranları ve aydınlatmayı kalibre eden alan olan renk biliminden geliyor. Ekip her tayfı, insan gözünün duyarlılığını tanımlayan standart eğriler (CIE 1931 renk eşleme fonksiyonları, CIE 1931 colour-matching functions) üzerinden integralledi, ardından sonucu bilgisayar monitörlerinin standart renk uzayı olan sRGB’ye dönüştürdü. Bir sağlama olarak, Güneş modeli çok hafif sıcak bir beyaz çıkıyor, hex kodu #FFF1EC; 10.000 derecelik bir hidrojen beyaz cücesi ise soluk mavi.

Bunu model atmosferlere, tuhaflıkları nedeniyle seçilmiş onlarca gözlenmiş tayfa ve Güneş’e 20 parsek uzaklık içindeki 152 beyaz cücenin eksiksiz sayımına uyguladılar.

Ölü yıldızlardan bir palet

Saf hidrojen ya da helyum atmosferli beyaz cüceler neredeyse kara cisimler gibi davranır. Diğerleri öyle değil.

• Pembe ve mor. C₂ molekülleri görünür ışığın ortasında geniş bantları soğuran karbonca zengin beyaz cüceler, kara cisim renklerinin altına düşer. Bunlardan biri, 14,7 parsek uzaklıktaki WD J1011+2845, görünür ışığının çoğunu 600 nanometrenin ötesinde yayar. Rengi koyu bir somon pembesidir — yazarlara göre, algılanan renk açısından muhtemelen bilinen en kırmızı yıldız.
• Camgöbeği. Hidrojen ve helyum karışımına sahip bazı soğuk beyaz cücelerin kırmızı ve kızılötesi ışığı, çarpışan moleküller tarafından soğurulur. En uç örnekler camgöbeğine döner.
• Sarı. WD J0744+4649’da kalsiyum, 460 nanometrenin altındaki ışığın çoğunu yutar: yıldız turuncu değil, sarıdır.
• Yeşil. 4.240 derecedeki WD J1330+6435’in turuncu ışığı sodyum, mor ışığı ise kalsiyum tarafından soğurulur. Geriye kalan, yaklaşık 500 nanometrede tepe yapar: fıstık yeşili. Yazarlar, herhangi bir türden yeşil olduğu öne sürülmüş başka bir yıldız bilmiyor; bu da beyaz cüceleri şimdilik yeşil bir yıldız üretmenin bilinen tek yolu yapıyor. Tayfının biraz gürültülü olduğunu belirtiyorlar, ama daha eski bir model de benzer bir renk tonu veriyor.
• 4.000 derecede mavi. WD J2356−2054 yalnızca yaklaşık 4.000 derece, ama sodyum görünür ışığının ortasını o kadar kapsamlı biçimde siliyor ki canlı mavi görünüyor — herhangi bir kara cisimden daha mavi; bu yüzden ona bir renk sıcaklığı bile verilemiyor.

Sonuçta beyaz

20 parseklik komşuluğun sayımı daha sakin bir hikâye anlatıyor. Bu beyaz cücelerin yalnızca yaklaşık %3,4’ü kara cisim renklerinden belirgin biçimde sapıyor: ikisi sarı, üçü pembe. Kalan 147’sinin renk sıcaklıkları 3.000 ile 25.000 derece arasında değişiyor ve medyanları, 6.768 kelvin, #F9F5FF hex kodunu veriyor — bilgisayar ekranlarının standart beyazına dikkat çekici ölçüde yakın. Yazarlar biraz eğlendiklerini itiraf ediyor: mavimsi beyaz cücelerin yaygın imajı temsili değil; parlak, sıcak yıldızları kayıran taramaların bir yanlılığı. Ortalamada beyaz cüceler gerçekten beyaz.

Diskleri boyamak

Ekip ayrıca, bir yıldızın kenarına doğru nasıl karardığını hesaba katarak disklerin kendilerinin görüntülerini de üretti. Hidrojen beyaz cücelerinde diskler neredeyse düz görünüyor. Karbonca ve metalce zengin olanlarda kenar belirgin biçimde kararıyor ve hatta renk tonu değiştiriyor: yeşil WD J1330+6435, diskinin en dıştaki piksellerinde turuncuya dönüyor. Bu yıldızların yüzeyleri hâlâ herhangi bir ekranın gösterebileceğinden çok daha parlak, ama yazarlar bu portrelerin bilimin halka anlatılmasında işe yarayacağını umuyor. Daha fazla sürpriz de bekliyorlar: yeşil yıldız ile mavi olanın arasında, başka canlı yeşil, camgöbeği ve mavi beyaz cüceler muhtemelen gelecekteki taramaları bekliyor.