اب تک معلوم واحد سبز ستارے سفید بونے ہیں

رات کے آسمان کو دیکھیں تو ستاروں کے رنگ ہلکے مگر حقیقی ہیں: ابطِ الجوزا (Betelgeuse) اور قلب العقرب (Antares) سرخی مائل لگتے ہیں، شعریٰ (Sirius) اور رجل (Rigel) قدرے نیلگوں۔ عام ستاروں کے لیے رنگ ایک تھرمامیٹر ہے۔ ان کی روشنی تقریباً ایک مثالی گرم جسم، یعنی سیاہ جسم (blackbody)، کی روشنی کی پیروی کرتی ہے، جو گرم ہوتے ہوئے نارنجی سے سفید اور پھر نیلا ہو جاتا ہے۔

لیکن زیادہ تر ستارے ننگی آنکھ سے دیکھنے کے لیے بہت مدھم ہیں، اور دوربین سے بھی آنکھ اندھیرے میں رنگ پرکھنے میں کمزور ہے۔ فلکیات کی رنگین تصاویر زیادہ تر مصنوعی رنگوں میں ہوتی ہیں: مثال کے طور پر Sloan Digital Sky Survey اپنی i، r اور g پٹیوں کو سرخ، سبز اور نیلے پر منتقل کرتا ہے، حالانکہ انسانی آنکھ صرف g اور r پٹیوں کو دیکھتی ہے۔ سائنس کے لیے مفید، لیکن ستاروں کی اصل صورت کے بارے میں گمراہ کن۔

مائع جتنی گھنی فضائیں

سفید بونے وہ گھنی باقیات ہیں جو زیادہ تر ستارے مرنے کے بعد چھوڑ جاتے ہیں۔ ان کی فضائیں غیر معمولی حد تک دبی ہوئی ہو سکتی ہیں — سب سے ٹھنڈوں میں تقریباً 1 گرام فی مکعب سینٹی میٹر تک، جو ایک مائع کی کثافت ہے۔ ایسے حالات میں کاربن، کیلشیم یا سوڈیم کے ایٹم بے حد پھیلی ہوئی پٹیوں میں روشنی جذب کرتے ہیں، جو سینکڑوں سے ہزاروں اینگسٹروم چوڑی ہوتی ہیں۔ جو روشنی بچ نکلتی ہے وہ سیاہ جسم کی روشنی سے بہت مختلف ہو سکتی ہے۔

یونیورسٹی آف واروِک کے مارک ہالینڈز، بورس گینسکے اور پیئر-ایمانوئل ٹریمبلے نے، کیل یونیورسٹی کے ڈیٹلیف کوئسٹر کے ساتھ، ایک سادہ سوال پوچھا جس پر ان ستاروں کے لیے کسی نے غور نہیں کیا تھا: اتنے قریب کا انسانی مشاہدہ کار جو ان کی ٹکیہ دیکھ سکے، انہیں کس رنگ کا دیکھے گا؟

طیف سے اسکرین تک

جواب رنگوں کی سائنس سے آتا ہے، وہ شعبہ جو اسکرینوں اور روشنیوں کو کیلیبریٹ کرتا ہے۔ ٹیم نے ہر طیف (spectrum) کو انسانی آنکھ کی حساسیت بیان کرنے والے معیاری خموں (CIE 1931 کے رنگ ملانے والے تفاعل) پر جمع (integrate) کیا، پھر نتیجے کو کمپیوٹر مانیٹرز کی معیاری رنگ اسپیس، sRGB، میں تبدیل کیا۔ جانچ کے طور پر، سورج کا ایک ماڈل بہت ہی ہلکا گرم سفید نکلتا ہے، ہیکس کوڈ #FFF1EC؛ اور 10,000 درجے کا ہائیڈروجن والا سفید بونا ہلکا نیلا۔

انہوں نے یہ طریقہ فضاؤں کے ماڈلز پر، اپنی انوکھی خصوصیات کی وجہ سے چنے گئے درجنوں مشاہدہ شدہ طیفوں پر، اور سورج سے 20 پارسیک کے اندر موجود 152 سفید بونوں کی مکمل مردم شماری پر لاگو کیا۔

مردہ ستاروں کی رنگوں کی تختی

خالص ہائیڈروجن یا ہیلیم کی فضا والے سفید بونے تقریباً سیاہ جسموں جیسا برتاؤ کرتے ہیں۔ باقی ایسا نہیں کرتے۔

گلابی اور جامنی۔ کاربن سے بھرپور سفید بونے، جن کے C₂ مالیکیول مرئی روشنی کے درمیان میں چوڑی پٹیاں جذب کرتے ہیں، سیاہ جسم کے رنگوں سے نیچے آتے ہیں۔ ان میں سے ایک، WD J1011+2845، جو 14.7 پارسیک دور ہے، اپنی زیادہ تر مرئی روشنی 600 نینو میٹر سے آگے خارج کرتا ہے۔ اس کا رنگ گہرا سالمن گلابی ہے — مصنفین کے مطابق، محسوس کیے جانے والے رنگ کے لحاظ سے غالباً سب سے سرخ معلوم ستارہ۔
فیروزی (سیان)۔ ہائیڈروجن اور ہیلیم کے آمیزے والے کچھ ٹھنڈے سفید بونوں کی سرخ اور زیریں سرخ روشنی ٹکراتے ہوئے مالیکیول جذب کر لیتے ہیں۔ سب سے انتہائی والے فیروزی ہو جاتے ہیں۔
پیلا۔ WD J0744+4649 میں کیلشیم 460 نینو میٹر سے نیچے کی زیادہ تر روشنی نگل لیتا ہے: یہ ستارہ نارنجی نہیں بلکہ پیلا ہے۔
سبز۔ WD J1330+6435، 4,240 درجے پر، اس کی نارنجی روشنی سوڈیم اور بنفشی روشنی کیلشیم جذب کر لیتا ہے۔ جو بچتا ہے اس کی چوٹی تقریباً 500 نینو میٹر پر ہے: زردی مائل سبز (chartreuse)۔ مصنفین کسی بھی قسم کے کسی اور ستارے کو نہیں جانتے جسے سبز قرار دیا گیا ہو، جس سے سفید بونے اب تک سبز ستارہ پیدا کرنے کا واحد معلوم ذریعہ بنتے ہیں۔ وہ بتاتے ہیں کہ اس کا طیف کچھ شور زدہ ہے، لیکن ایک پرانا ماڈل بھی ملتا جلتا رنگ دیتا ہے۔
4,000 درجے پر نیلا۔ WD J2356−2054 کا درجۂ حرارت صرف تقریباً 4,000 درجے ہے، پھر بھی سوڈیم اس کی مرئی روشنی کے درمیانی حصے کو اس قدر مٹا دیتا ہے کہ یہ گہرا نیلا نظر آتا ہے — کسی بھی سیاہ جسم سے زیادہ نیلا، اس لیے اسے کوئی رنگی درجۂ حرارت (colour temperature) بھی نہیں دیا جا سکتا۔

آخرکار سفید

20 پارسیک کے پڑوس کی مردم شماری ایک پُرسکون کہانی سناتی ہے۔ ان سفید بونوں میں سے صرف تقریباً 3.4% واضح طور پر سیاہ جسم کے رنگوں سے ہٹتے ہیں: دو پیلے اور تین گلابی۔ باقی 147 کے رنگی درجۂ حرارت 3,000 سے 25,000 درجے تک ہیں، اور ان کا درمیانی (median) درجہ، 6,768 کیلون، ہیکس کوڈ #F9F5FF دیتا ہے — جو کمپیوٹر اسکرینوں کے معیاری سفید کے حیرت انگیز طور پر قریب ہے۔ مصنفین تسلیم کرتے ہیں کہ انہیں کچھ لطف آیا: نیلگوں سفید بونوں کی عام تصویر نمائندہ نہیں، بلکہ ان سرویز کا تعصب ہے جو روشن، گرم ستاروں کو ترجیح دیتے ہیں۔ اوسطاً سفید بونے واقعی سفید ہیں۔

ٹکیوں کی تصویر کشی

ٹیم نے خود ٹکیوں کی تصاویر بھی بنائیں، اس بات کو مدِنظر رکھتے ہوئے کہ ستارہ اپنے کنارے کی طرف کیسے تاریک ہوتا ہے۔ ہائیڈروجن والے سفید بونوں کی ٹکیاں تقریباً ہموار نظر آتی ہیں۔ کاربن اور دھاتوں سے بھرپور ستاروں میں کنارہ بہت تاریک ہو جاتا ہے اور رنگ بھی بدل جاتا ہے: سبز WD J1330+6435 اپنی ٹکیہ کے سب سے بیرونی پکسلز میں نارنجی ہو جاتا ہے۔ ان ستاروں کی سطحیں کسی بھی اسکرین کی دکھانے کی صلاحیت سے کہیں زیادہ روشن رہتی ہیں، لیکن مصنفین توقع رکھتے ہیں کہ یہ تصاویر عوام تک سائنس پہنچانے میں مفید ہوں گی۔ وہ مزید حیرتوں کی بھی توقع رکھتے ہیں: سبز اور نیلے ستارے کے درمیان، دوسرے گہرے سبز، فیروزی اور نیلے سفید بونے غالباً آئندہ سرویز میں منتظر ہیں۔