Kiedy zaczniemy dumać nad kosmiczną paletą kolorów, szybko zauważymy deficyt zieleni. Świadczy o nim choćby nasz własny Układ Słoneczny. Czasem zdarzy się drobny wyjątek w rodzaju zielonkawej poświaty jakiejś komety – jednak powierzchnie planet i księżyców, co do zasady pozostają zdominowane przez błękit, czerwień, brąz, pomarańcz oraz wszelkie odcienie szarości. Patrząc dalej na gwiazdy Drogi Mlecznej, znajdziemy obiekty żarzące na czerwono (np. Antares, Proxima Centauri), żółto-pomarańczowo (Arktur, 61 Cygni), bladobłękitnie (Wega, Regulus) lub niebiesko (AE Aurigae, Mintaka). Nie istnieje natomiast typ widmowy gwiazd charakteryzujących się barwą zieloną.
Słońce jest jak ogr
No dobra, w pewnym sensie istnieją zielone gwiazdy, a najbliższy przykład takowej znajduje się 150 milionów kilometrów od naszej planety. Tak, mam na myśli Słońce i nie, nie zwariowałem.
Na pytanie o kolor naszej gwiazdy można podać kilka zupełnie różnych odpowiedzi i każda będzie na swój sposób poprawna. Dziecko rysujące Słoneczko w rogu kartki na lekcjach plastyki (nie mówcie, że rysowaliście inaczej), odruchowo sięgnie po kredkę żółtą, ewentualnie pomarańczową. Kiedy pójdzie na lekcję fizyki, dowie się, że to tylko pozorne zabarwienie. wynikające z absorpcji krótszych fal promieni słonecznych (odpowiadających barwie niebieskiej) przez cząsteczki atmosfery. Dla astronauty, który może spojrzeć na tarczę słoneczną bez tego gazowego filtru, nasza gwiazda nie będzie już żółta, lecz niemal nieskazitelnie biała. (W tym kontekście dość zabawny wydaje się fakt, że gwiazdy o typie widmowym Słońca klasyfikujemy jako “żółte karły”).
Do tego dodam jeszcze jedną perspektywę, bardziej fizyczną. Rzecz w tym, że światło emitowane przez gwiazdę to tak naprawdę mieszanka fal elektromagnetycznych o rozmaitej długości: od niewidzialnej podczerwieni, przez wszystkie kolory tęczy, aż po znów niewidzialny ultrafiolet. To, jaką barwę ostatecznie rozpoznają nasze oczy i mózg zależy od tego, na jakie częstotliwości przypadnie najwięcej energii, co z kolei zależy od temperatury powierzchni. Co do zasady, gwiazdy chłodniejsze (2-5 tys. K) promieniują obficie w zakresie długich fal bliskich czerwieni, a światło tych gorętszych (powyżej 10 tys. K) zostaje przesunięte ku falom krótkim, czyli błękitowi.
Słońce plasuje się mniej więcej po środku tej klasyfikacji. Jego fotosfera pozostaje rozpalona do około 6 tys. K, co oznacza, że szczyt emisji przypada na fale o długości 500-550 nanometrów, odpowiadające… zieleni. Krzywa widma promieniowania słonecznego obejmuje jednak wszystkie kolory, a nasze fotoreceptory oraz mózgi przystosowały się do tego, aby interpretować taką kombinację nakładających się barw, jako biel. Krótko mówiąc: teoretycznie gwiazdy mogą świecić na zielono, tyle że w praktyce my tego nie zobaczymy.
Groch z fasolą
A co z galaktykami? Logicznie rzecz biorąc, ich wygląd powinien odpowiadać blaskowi tworzących je miliardów gwiazd. Poniekąd tak jest. Rozglądając się po wszechświecie można łatwo wyróżnić galaktyki czerwone, zawierające niemal same wiekowe czerwone karły, oraz niebieskie, o dużej liczbie gorętszych, krótko żyjących błękitnych olbrzymów. Jednak już w obecnym stuleciu badacze nieba wpadli na ślady dwóch całkiem nowych kategorii galaktyk, których barwa bezpardonowo wkracza w obszar zieleni.
Pierwszego odkrycia dokonali wolontariusze analizujący zdjęcia wykonane w ramach przeglądu nieba Sloan Digital Sky Survey. W 2007 roku na forum internetowym projektu jeden z zaangażowanych amatorów zwrócił uwagę na strukturę o unikatowym umaszczeniu balansującym na granicy niebieskiego i zielonego. Humorystyczny tytuł forumowego wątku “Daj groszkowi szansę” sprawił, że obecnie galaktyki o podobnej charakterystyce – niewielkie, bogate w procesy gwiazdotwórcze i zielonkawe – są znane wśród astronomów, jako “zielone groszki” (green pea galaxy).
Drugie odkrycie nastąpiło sześć lat później, podczas badań prowadzonych przez astronomów z Instytutu im. Maxa Plancka. Zespół Mischy Schirmera obsługujący ulokowane na hawajskim szczycie Mauna Kea obserwatorium CFHT analizował widma kipiących energią potężnych kwazarów, mrugających do nas spod krawędzi widzialnego wszechświata. I znów ku swojemu zaskoczeniu obserwatorzy trafili na obiekty emanujące oryginalnym, zielonym blaskiem.
Nawiązując do wcześniejszego odkrycia “groszków”, w oficjalnej publikacji na łamach The Astrophysical Journal naukowcy ochrzcili nietypowe okazy kwazarów “zielonymi fasolkami” (green bean galaxy, GBG).
Magia jonizacji
Rzecz interesująca, ponieważ, jak już ustaliliśmy, we wszechświecie nie ma gwiazd świecących wyraźnie na zielono. Barwa groszków i fasolek nie jest zatem wypadkową budujących je gwiazd. Co więcej, nie wynika ona z promieniowania rozgrzanej materii (żarzenia), lecz z luminescencji silnie zjonizowanych obłoków gazu. Głównym aktorem tego widowiska jest cząsteczkowy tlen, który po zgubieniu dwóch elektronów emituje fotony o długości 500-495 nm, postrzegane przez nas jako intensywna zieleń.
Warunkiem koniecznym do podtrzymania tak intensywnej jonizacji jest (poza obfitością tlenu) nieustanne pobudzanie chmur gazu przez promieniowanie. Innymi słowy, galaktyki przypominające ubarwieniem Shreka muszą pozostawać w ten czy inny sposób ponadprzeciętnie aktywne. W przypadku groszków jonizacji podlegają gęste obłoki molekularne, przeszywane światłem masowo rodzących się dużych gwiazd. Fasolki natomiast są napędzane przez procesy akrecyjne towarzyszące supermasywnym czarnym dziurom i jako kwazary z definicji należą do najbardziej energetycznych miejsc w całym kosmosie. Ostatecznie w obu przypadkach następuje jonizacja tlenu, który zaczyna błyszczeć na zielono.
Podsumowując, dowiedzieliśmy się dziś, że na krańcach wszechświata można znaleźć groch z fasolą, natomiast nasze Słońce jest żółtym karłem, który świeci na biało, ale tak naprawdę to na zielono.
