Astrônomos identificam pela primeira vez uma estrela verde no Universo; conheça a Lei de Wien, que explica a cor dos astros

"As pessoas têm estrelas que não são as mesmas. Para alguns, que viajam, as estrelas são guias. Para outros, elas não passam de pequenas luzes." Essa passagem de O Pequeno Príncipe lembra que o olhar humano atribui múltiplos sentidos ao céu noturno. Para a astronomia, no entanto, a luz emitida por um corpo celeste segue leis físicas bem delimitadas, entre elas a Lei de Wien, a regra fundamental que associa a temperatura de uma estrela à cor que ela exibe.

A recente descoberta da WD J1330+6435, uma anã branca situada a cerca de 280 anos-luz da Terra, na constelação de Draco, surpreendeu a comunidade científica ao apresentar a cor verde. Trata-se do primeiro registro de um astro com essa cor no Universo.

A anã branca fria WD J1330+6435 atraiu e acumulou material rochoso rico em sódio de seu sistema planetário em sua atmosfera. A alta densidade atmosférica faz com que o sódio absorva a luz em uma ampla faixa de comprimentos de onda de amarelo, laranja e vermelho, conferindo à WD J1330+6435 uma aparência em tom verde. Fonte: Mark A. Garlick/Universidade de Warwick.

As anãs brancas são os densos núcleos remanescentes de estrelas de massa baixa a média que esgotaram seu combustível nuclear e expulsaram suas camadas externas. Concentrando cerca de metade da massa do Sol em um volume similar ao da Terra, esses corpos costumam brilhar em um tom esbranquiçado convencional. No caso da WD J1330+6435, porém, a composição química das camadas superficiais alterou o resultado final.

Um banquete planetário que alterou a luz

A mudança na coloração ocorreu porque a gravidade extrema da anã branca atraiu e destruiu detritos rochosos de antigos planetas que orbitavam ao seu redor. A assimilação desse material enriqueceu a atmosfera da estrela com elementos como cálcio, lítio e, especialmente, sódio.

Em condições normais, os átomos de sódio absorvem uma faixa muito específica de luz alaranjada, que é a mesma tonalidade vista em certas lâmpadas de iluminação pública. No entanto, o ambiente da WD J1330+6435 modificou esse comportamento.

"Nessa anã branca em particular, a densidade é tão alta que os átomos de sódio são constantemente bombardeados por átomos de hélio ao redor, o que altera os níveis de energia atômica do sódio", explicou o astrofísico Mark Hollands, da Universidade de Warwick, na Inglaterra, e autor principal do estudo publicado na revista RAS Techniques and Instruments.

Como a estrela concentra cerca de 165 mil vezes a massa da Terra em um volume reduzido, a presença do sódio passou a bloquear não apenas a luz laranja, mas também faixas do amarelo e do vermelho.

"O resultado final é que os átomos de sódio não absorvem mais um comprimento de onda muito estreito de laranja: eles absorvem os comprimentos de onda amarelos, laranjas e alguns dos vermelhos. E o que resta é uma estrela que possui um belo brilho verde amarelado", destacou Hollands.

O astrofísico Boris Gänsicke, coautor da pesquisa, compara o fenômeno ao trabalho de uma paleta de tintas: ao remover certas cores da mistura original emitida pela estrela, a luz que consegue escapar assume o tom esverdeado.

Imagens simuladas com precisão de cor de anãs brancas. Imagens superiores à esquerda: Sirius B é a anã branca mais próxima do Sistema Solar. Sua atmosfera quente de hidrogênio lhe confere uma cor azul pálido. Em contrapartida, a WD J1147-7449 está entre as anãs brancas mais frias da vizinhança, apresentando um espectro sem feições e uma aparência alaranjada. Imagens superiores à direita: Nas camadas de convecção dessas anãs brancas frias, o carbono é dragado do núcleo para suas densas atmosferas dominadas por hélio. Isso forma moléculas de carbono diatômico, resultando em diferentes tons de rosa. Imagens inferiores: A atração de detritos rochosos de sistemas planetários ao redor das anãs brancas enriquece suas frias atmosferas de hélio com elementos como cálcio, magnésio e sódio. As variações na quantidade e na composição do material absorvido, somadas às diferentes temperaturas das anãs brancas, geram uma ampla variedade de cores, incluindo o verde. Na realidade, todas as estrelas seriam milhões de vezes mais brilhantes do que o que pode ser exibido em uma tela. Fonte: Mark A. Garlick/Universidade de Warwick.

O que é a Lei de Wien e por que ela não produz "estrelas verdes"?

A raridade da descoberta só pode ser compreendida através da Lei de Wien, formulada no final do século XIX pelo físico alemão Wilhelm Wien. Esta lei estabelece que a cor dominante emitida por um corpo aquecido depende diretamente de sua temperatura:

• Estrelas mais frias: irradiam principalmente luz de menor energia, apresentando tons avermelhados ou alaranjados;

• Estrelas extremamente quentes: emitem luz de alta energia, brilhando em tons azulados;

• Estrelas de temperatura intermediária: como o nosso Sol, têm o seu ponto máximo de emissão justamente na faixa da luz verde.

Por que o Sol não nos parece verde?

Embora a Lei de Wien mostre que a maior parte da energia emitida pelo Sol está na faixa do verde, ele também emite grandes quantidades de luz azul e vermelha simultaneamente. Quando todas essas cores chegam juntas aos olhos humanos, a mistura estimula os receptores da nossa visão de forma equilibrada. Como resultado, enxergamos a luz solar como branca (ou amarelada devido aos efeitos da atmosfera terrestre).

É por essa razão estritamente física que não existem estrelas comuns de cor verde no céu. A WD J1330+6435 só conseguiu apresentar essa tonalidade singular porque não dependeu apenas do seu brilho térmico natural: sua atmosfera atuou como um filtro químico que subtraiu os tons azuis, vermelhos e amarelos, deixando passar a luz verde.