Cientistas provam que existem estrelas verdes, rosas e roxas no espaço

Uma das maiores forças da ciência é a sua capacidade de aprender com os erros. Diante de um equívoco, um bom cientista admite o erro e usa a nova informação para aprender ainda mais. Por isso, faço aqui meu mea culpa.

Em minha coluna de 16 de janeiro, escrevi que não existem estrelas verdes. Isso ocorre porque a temperatura de uma estrela governa a mistura de cores de luz que ela emite, e a maneira como nossos olhos percebem essa mistura inclina as cores para um dos lados do espectro verde, fazendo com que as estrelas pareçam majoritariamente brancas, azuis, laranjas e vermelhas. O Sol realmente emite a maior parte de sua luz em azul e verde, mas uma variedade de fatores influencia nossa percepção de sua cor, fazendo-a parecer branca ou talvez ligeiramente amarelada.

Mas será que uma estrela pode ser simplesmente verde? Não. E eu venho dizendo isso há anos. No entanto, a estrela anã branca WD J133001.13+643523.7 gostaria de ter uma palavra a dizer sobre isso. E essa palavra é “chartreuse”.

A surpresa das anãs brancas

A estrela anã branca — vamos chamá-la apenas de J1330 por simplicidade — tem realmente um tom esverdeado, de acordo com uma pesquisa interessante publicada no periódico Royal Astronomical Society Techniques and Instruments em 15 de outubro. Astrônomos usaram observações reais, juntamente com modelos calculados de espectros de anãs brancas e, utilizando técnicas sofisticadas, converteram-nos em aproximações do que nossos olhos veriam. Surpreendentemente, esses astros peculiares vêm em uma gama de tonalidades encantadoras, incluindo, sim, até mesmo o verde no caso da J1330.

A mudança importante em relação à minha afirmação anterior é que diferentes tipos de estrelas emitem luz de maneiras distintas. Estrelas normais como o Sol — aquelas que ainda fundem hidrogênio em hélio em seus núcleos — são bolas gigantescas de gás ionizado muito quente. O material nesse estado geralmente emite luz em todo o espectro visível, espalhando-se suavemente pelo arco-íris de cores, do azul ao vermelho. Quando o brilho de cada cor é grafado em relação ao seu comprimento de onda, o gráfico (chamado de curva de corpo negro por razões históricas) se assemelha a uma curva de Gauss assimétrica que atinge o pico em uma determinada cor, dependendo da temperatura da estrela. Estrelas quentes atingem o pico no azul, as mais frias no vermelho. Algumas emitem mais verde ou amarelo, ou o que o valha.

Estrelas normais também possuem uma atmosfera tênue de gás etéreo ao seu redor. O material nesse gás pode absorver cores em comprimentos de onda muito específicos, criando quedas no espectro de corpo negro. Isso pode afetar a cor geral da estrela — tornando-a levemente mais azul, digamos, se o gás diluído absorver preferencialmente a luz vermelha —, mas o efeito é mínimo em praticamente todos os casos. Ou seja, a cor de uma estrela é completamente dominada por sua temperatura e não por esses efeitos atmosféricos de segunda ordem.

Gravidade extrema e atmosferas densas

As anãs brancas, no entanto, são diferentes. Estes são objetos compactos que costumavam ser os núcleos de estrelas semelhantes ao Sol; quando uma estrela parecida com o Sol morre, ela expele suas camadas externas, revelando seu coração interno, que esfria lentamente no espaço ao longo das eras como uma brasa de um fogo extinto. Esta esfera ultradensa (um centímetro cúbico pesa uma tonelada métrica!) é ferozmente quente e detém cerca de metade da massa do Sol espremida em um volume de apenas cerca do tamanho da Terra.

Isso significa que as anãs brancas têm gravidades superficiais tremendas, com um valor típico sendo cerca de 100.000 vezes o da Terra! Ficar na superfície de uma anã branca típica faria com que eu pesasse cerca de 6.800 toneladas métricas — o equivalente a mais de 200 semirreboques totalmente carregados. (Eu disse “ficar”? Quis dizer “esmagado em uma mancha de vapor com a espessura de um milímetro”).

Essa intensa gravidade significa que as anãs brancas podem ter atmosferas muito mais espessas do que uma estrela normal — mais espessas, porém mais achatadas: a maior parte da atmosfera de uma anã branca atinge apenas centímetros de altitude acima da superfície. Mas ela pode ser muito densa, na ordem de um grama por centímetro cúbico (cerca da densidade da água líquida). A gravidade da anã branca é tão forte, de fato, que átomos e moléculas em sua atmosfera podem ser espremidos com tanta força que surge uma condição chamada “alargamento por pressão”, na qual o gás absorve uma faixa mais ampla de cores do que absorveria de outra forma. Tudo isso significa que a atmosfera de uma anã branca pode ser muito mais eficiente do que a de uma estrela normal na absorção de luz emitida de baixo.

Combinando todas essas informações, os astrônomos que realizaram a nova pesquisa examinaram as cores de um bom número de anãs brancas reais para ver como elas pareceriam aos olhos humanos. Os resultados foram um choque para mim! Algumas anãs “brancas”, ao que parece, são na verdade amarelas, rosas ou roxas.

Ou, sim, conforme demonstrado por nossa amiga J1330, elas podem até ser verdes. É mais para um tom chartreuse, mas isso conta. Portanto, parece haver uma estrela verde real. E onde há uma, mais delas certamente existem, mesmo que ainda não as tenhamos visto.

O mistério do sódio e os zumbis astrofísicos

Eu adoraria ter uma boa imagem em cores reais da J1330, para ser honesto. Infelizmente, é uma estrela muito fraca, e um telescópio de tamanho decente seria necessário para a tarefa. Mesmo assim, acertar o balanço de cores de uma imagem é complicado. Ainda assim, seria divertido vê-la.

E estou me autoflagelando; em algum momento eu realmente consideri a ideia de que a absorção seletiva na atmosfera estelar poderia inclinar as emissões de uma estrela o suficiente para torná-la verde, mas descartei isso porque só estava pensando em estrelas normais! Fico feliz que esses astrônomos tenham sido mais espertos do que eu.

Há outro aspecto mais sombrio nisso também. Embora densa, a superfície de uma anã branca é tecnicamente um fluido. A gravidade ridiculamente forte faz com que elementos pesados afundem rapidamente no interior da anã branca, deixando elementos mais leves (como hidrogênio e hélio) na superfície. Outros elementos, como o sódio, deveriam desaparecer prontamente, mas esse é exatamente o elemento que faz a J1330 parecer verde! Como ele pode existir na atmosfera?

Acontece que as anãs brancas são zumbis astrofísicos que destroem e consomem alegremente seus próprios planetas. Muito tempo após a morte de uma estrela semelhante ao Sol, alguns de seus planetas podem cair muito perto da anã branca remanescente, onde suas forças de maré ferozes podem dilacerá-los, estilhaçando-os em entulho. A Terra tem uma abundância relativamente alta de sódio em sua crosta, por exemplo, então não é nenhum absurdo pensar que exoplanetas rochosos também tenham. Asteroides e até mesmo cometas têm sódio neles, então há bastante suprimento. Se houver um fluxo semiconstante de material caindo sobre a anã branca, isso poderia explicar o suprimento de sódio que eleva a tonalidade.

Embora essa “poluição” da atmosfera seja um fenômeno relativamente comum, é necessária a combinação perfeita de pedaços planetários e temperatura da anã branca para produzir uma estrela que se pareça com a J1330. Portanto, embora eu admita alegremente estar errado em minha declaração anterior, pelo menos uma coisa que eu disse continua correta: para as estrelas, (ainda) não é fácil ser verde.