Le stelle morte non sono tutte bianche”: gli astronomi confermano che ce ne sono di verdi, rosa, gialle e viola

Le chiamiamo nane bianche, ma alcune potrebbero essere verdi, rosa, gialle o persino viola. Uno studio recentissimo dimostra che le condizioni fisiche estreme presenti nelle atmosfere di questa classe di oggetti stellari possono produrre colori del tutto inattesi. Una nana bianca in particolare, se osservata da vicino ad occhio nudo, apparirebbe verde.

1. Perché le stelle hanno colori diversi?

Gli attenti osservatori del cielo notturno avranno notato che le stelle generalmente appaiono bianche, ma ne esistono anche di colore rosso (si pensi, ad esempio, alla stella Antares nello Scorpione) come anche ne esistono di colore azzurro (ad esempio, la stella Betelgeuse nella costellazione di Orione). Alle enormi distanze dalla Terra a cui si trovano le stelle, sono questi tre, rosso, bianco e azzurro, i colori che si riesce ad apprezzare ad occhio nudo.

Il diverso colore è dovuto alla differente temperatura superficiale di una stella, con il rosso che domina nelle stelle più fredde (più fredde del Sole per capire, come le nane rosse), il bianco che caratterizza le stelle calde (molto più calde del Sole) e l'azzurro per le stelle caldissime.

Nella nostra esperienza quotidiana, più o meno diretta, sappiamo che un blocco di ferro quando viene riscaldato passa dal rosso cupo (a circa 500–600 °C), all'arancione (a circa 900 °C), al giallo (a circa 1100 °C), fino al bianco abbagliante o azzurrognolo quando supera i 1300–1500 °C e oltre.

Le stelle nane bianche sono state così chiamate poiché per l’elevata temperatura superficiale(fino a 100.000 K) il loro colore appariva bianco. Questa nomenclatura le distingue dalle stelle nane rosse, anch’esse di dimensioni molto piccole rispetto al Sole, ma con temperature non superiori ai 3000 K.

Tuttavia, le nane bianche sono oggetti ben diversi dalle comuni stelle. Sono la fase evolutiva finale di stelle come il Sole. Queste, dopo aver attraversato una fase da gigante rossa, espellono gli strati esterni, mentre il loro nucleo collassa in un oggetto densissimo in cui non si hanno più reazioni di fusione nucleare. Il loro destino è quello di un lento ma inesorabile raffreddamento.

Tuttavia, un gruppo di astronomi guidato da Mark Hollands dell'Università di Warwick, nel Regno Unito, ha dimostrato che la descrizione delle nane bianche solo come “bianche” non è sempre adeguata. In alcune nane bianche, infatti, il colore non dipende soltanto dalla temperatura, ma anche dalla particolare composizione chimica e dall'enorme densità dell'atmosfera.

2. Stelle verdi e rosa: il segreto è nella loro atmosfera

Nelle nane bianche, soprattutto quelle più fredde, la densità del plasma in atmosfera può essere così elevata da essere simile a quella dell’acqua, e quindi milioni di volte superiore rispetto all’atmosfera solare.

In queste condizioni estreme, la presenza di particolari elementi chimici come sodio, calcio e carbonio possono alterare il modo con cui la luce emessa dalla superficie della stella viene assorbita dalla sua atmosfera.

Questi elementi possono agire da filtro, bloccando alcuni colori e lasciando passare altri.

L'esempio più sorprendente è la nana bianca WD J1330+6435 con temperatura superficiale di circa 4.000 K.

Nel corso della sua evoluzione questa ha incorporato nella propria atmosfera materiale roccioso, ricco di elementi come calcio, litio e sodio, residuo del proprio sistema planetario. Mentre il sodio blocca i colori arancione e rosso emessi dalla superficie, il calcio assorbe la luce violetta. Il risultato è che la luce residua che riesce a sfuggire all’atmosfera ha una caratteristica colorazione verde-giallastra.

Altre nane bianche possono assumere tonalità gialle, lilla o ciano, mostrando una varietà cromatica difficile da immaginare per oggetti stellari tradizionalmente considerati bianchi.

3. Come si scopre il vero colore di una stella?

Dicevamo che tutte le stelle, nane bianche incluse, sono così lontane dalla Terra che non è possibile vedere in modo diretto il colore della loro atmosfera. Allora, queste informazioni vengono dalle analisi spettroscopiche che permettono di ricostruire lo spettro della stella e ricostruendo quale colore percepirebbe l'occhio umano se potesse osservare il disco stellare da una distanza sufficientemente ravvicinata.

Su circa 150 nane bianche studiate ne sono state individuate cinque con colorazioni particolarmente insolite: due gialle e tre rosa.

Estrapolando, gli studiosi stimano che 3-4 nane bianche ogni 100 potrebbero avere colori ben diversi da quello bianco.

Inoltre, poiché il colore risultante dipende dalla composizione chimica delle atmosfere, indirettamente i colori insoliti delle nane bianche possono svelare la storia passata.

E forse è proprio questo l'aspetto più affascinante: una stella che ha concluso la propria esistenza potrebbe conservare, nella luce che emette, le tracce dei pianeti che un tempo le orbitavano attorno e che non hanno superato indenni la fase di gigante rossa.