Única estrela verde já descoberta desafia o que sabíamos sobre a cor destes astros

Ilustração da estrela anã WDJ1330+6435, com um brilho de tons verdes, tal como a veríamos a olho nu: cor está atrelada à composição de sua densa atmosfera estelar, com elementos que absorvem determinadas faixas de emissão. Mark A. Garlick/University of Warwick, CC BYAo contemplar as estrelas mais brilhantes do céu noturno, distinguimos a olho nu astros de cor vermelho-alaranjada (como Aldebaran, na constelação de Touro), brancas (assim como nosso próprio Sol, quando observado do espaço) ou azuladas (como a estrela Vega, na constelação de Lira)).

Até recentemente, a comunidade científica afirmava que não existiam estrelas em outras tonalidades, entre elas as de cor verde. Um estudo recente, liderado por pesquisadores da Universidade de Warwick (Inglaterra) e publicado no periódico RAS Techniques and Instruments (RASTI), no entanto, analisou detalhadamente a WDJ1330+6435, designação de uma estrela anã localizada a cerca de 280 anos-luz de nós. Seu brilho é muito tênue para que ela possa ser vista a olho nu, mas se pudéssemos nos aproximar o suficiente para observá-la, estaríamos vendo pela primeira vez uma estrela de cor verde pálida.

Além disso, o mesmo estudo revelou que um pequeno grupo de anãs brancas brilharia em cores tão incomuns quanto rosa, ciano, amarelo e roxo. Tanto que os pesquisadores intitularam seu artigo científico “Any colour you like” (“Da cor que você quiser”), uma referência encantadora à famosa faixa instrumental de mesmo nome do álbum The Dark Side of the Moon, do Pink Floyd .

Estrelas anãs analisadas pela equipe de pesquisadores da Universidade de Warwick, mostrando na parte inferior o espectro de emissão associado. Além da estrela verde WDJ1330+6435, eles identificaram a intensa estrela vermelha WDJ1011+2845 ou a anã rosada WDJ0902+2010, ambas com alta concentração de carbono em suas atmosferas. Créditos: Mark A. Garlick/Universidade de Warwick.
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O que é uma estrela anã branca?

A vida de uma estrela se assemelha à de um ser vivo. À medida que envelhecem, elas sofrem mudanças em sua estrutura e composição.

Estrelas semelhantes ao nosso Sol inflam de tamanho até se tornarem gigantes vermelhas. No final dessa fase, elas expelem suas camadas externas, que formam nebulosas coloridas, enquanto o núcleo estelar superquente se contrai e fica exposto como uma anã branca, um objeto de tamanho semelhante ao da Terra, mas com uma massa comparável à do próprio Sol.

Ilustração das possíveis etapas evolutivas das estrelas de acordo com sua massa inicial. No quadro verde, a evolução do nosso Sol e seu fim na forma de uma anã branca. Créditos: ESA.
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As primeiras anãs brancas descobertas eram surpreendentemente quentes e emitiam um brilho de cor branca ou azul pálida, daí seu nome tão característico. Mas sua temperatura vai mudando com o tempo: uma anã branca já não gera energia em seu interior, por isso vai esfriando lentamente ao longo de bilhões de anos. É por isso que existem anãs brancas muito quentes e outras muito mais frias, e é entre estas últimas que surgem as cores mais incomuns.

Transformando a luz estelar em visão de cor

Para saber de que cor o olho humano perceberia uma estrela, os pesquisadores submeteram a luz estelar a um algoritmo baseado em um modelo de visão humana de cor. Esse modelo reproduz como seriam estimulados os três tipos de células retinianas responsáveis pela cor: os cones L (sensíveis a comprimentos de onda longos ou tons avermelhados), os cones M (comprimentos de onda médios ou tonalidades esverdeadas) e os cones S (comprimentos de onda curtos ou cores azuis). Trata-se de um modelo do olho humano médio, não da percepção exata de cada pessoa.

Na etapa final do processamento, cada estrela tem associadas coordenadas (x, y) no conhecido diagrama cromático CIE 1931 e, portanto, uma cor visível ao olho humano. Dessa forma tão inovadora, a equipe de pesquisa descobriu que algumas estrelas anãs (anteriormente catalogadas como brancas) seriam observadas em tons muito distintos.

A primeira estrela que brilha em verde

A chave está na alta densidade atmosférica das anãs brancas, que atinge valores milhões de vezes superiores aos da fotosfera solar.

Em uma atmosfera tão comprimida, os átomos e moléculas colidem constantemente entre si, alterando continuamente seus níveis energéticos, que são responsáveis pela emissão e absorção da luz. Como consequência, cada elemento deixa de absorver luz em comprimentos de onda muito específicos e passa a fazê-lo em faixas muito mais amplas. Elementos como o carbono, o cálcio ou o sódio são capazes de absorver em uma gama de cores muito mais ampla do que a que corresponderia em atmosferas menos densas.

Nessas condições, o espectro de emissão dessas anãs brancas aparece mutilado em extensas regiões cromáticas, e a cor da estrela se desvia dos tons de vermelho, branco e azul. O exemplo mais marcante é WDJ1330+6435, a primeira estrela conhecida que brilharia em verde aos nossos olhos.

Com uma temperatura superficial de cerca de 4.240 K (3.966,8°C), trata-se de uma anã branca fria, com temperatura inferior à do nosso Sol. Depois que seu sistema planetário se desintegrou, essa estrela passou a capturar material rochoso e incorporá-lo à sua atmosfera, apresentando altas concentrações de cálcio, sódio e lítio. Enquanto o cálcio absorveu os comprimentos de onda mais curtos (cores azuis), o sódio eliminou as cores alaranjadas de seu espectro, e o lítio suprimiu alguns tons avermelhados, conferindo à WDJ1330+6435 um aspecto esverdeado.

Os resultados indicaram para essa estrela coordenadas (0,33; 0,41) no diagrama cromático, o que equivale a uma cor verde-clara aos nossos olhos.

A estrela anã branca WDJ1330+6435, tal como a observaríamos a olho nu. A tonalidade esverdeada acentuada deve-se à forma de seu espectro de emissão (parte inferior da imagem), onde cada elemento químico presente na atmosfera estelar (cálcio, sódio e lítio em altas concentrações) elimina uma ampla faixa de seu espectro. Créditos: Mark A. Garlick/University of Warwick.
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Uma ampla gama cromática, mas com o branco como protagonista

Ao aplicar esse método às anãs brancas espalhadas pelo Cosmos, os pesquisadores descobriram que suas cores se agrupam em categorias ligadas à composição de sua densa atmosfera estelar. Assim, as anãs brancas ricas em carbono costumam apresentar tons rosados ou púrpuras, enquanto aquelas enriquecidas com restos de asteróides e cometas tendem para a cor amarela.

Diagrama de cromaticidade de 36 estrelas anãs estudadas pelos pesquisadores. No quadrado vermelho, as coordenadas de cromaticidade de WDJ1330+6435, indicando um tom esverdeado. Créditos: https://arxiv.org/abs/2610.18966.
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Em contraste com a estrela verde, os pesquisadores identificaram aquela que poderia ser a estrela mais avermelhada já conhecida. Denominada WDJ1011+2845, essa anã branca tem uma alta concentração de carbono em sua atmosfera, originando amplas faixas de absorção em grande parte de seu espectro. Praticamente toda a luz que ela emite está concentrada em comprimentos de onda superiores a 600 nanômetros, adquirindo um intenso brilho avermelhado aos olhos humanos.

De alguma forma, o Universo acaba de se encher de cores inesperadas: Any colour you like.

Óscar del Barco Novillo não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.

Artigo publicado originalmente na The Conversation Brasil sob licença Creative Commons. O texto não foi alterado.