Astrónomos da Universidade de Warwick demonstraram que as anãs brancas podem brilhar numa gama notável de cores, incluindo a primeira estrela alguma vez descoberta que pareceria verde ao olho humano.

Para a maioria das estrelas, a cor é um indicador da temperatura. As estrelas mais frias parecem alaranjadas, as estrelas como o nosso Sol parecem brancas e as mais quentes brilham num azul-pálido, tal como o ferro de um ferreiro que brilha em vermelho, depois em laranja e, por fim, torna-se esbranquiçado às temperaturas mais altas. Pensava-se que as estrelas anãs brancas - os remanescentes densos que ficam para trás quando estrelas semelhantes ao Sol chegam ao fim das suas vidas - seguissem a mesma regra. Ganharam esse nome porque os primeiros exemplares encontrados eram surpreendentemente quentes e brilhavam em tons de branco ou azul-claro. Mas será que o laranja, o branco e o azul são as únicas cores que uma estrela no céu noturno pode assumir?

A resposta, de acordo com uma nova investigação da Universidade de Warwick, é não. Publicado na revista RASTI (RAS Techniques and Instruments), o novo estudo mostra que, se pudéssemos observá-las de perto, certas anãs brancas brilhariam em cores como verde, rosa, ciano, amarelo e roxo.

"A maioria das estrelas, incluindo a maioria das anãs brancas, comporta-se como 'radiadores perfeitos', pelo que a sua cor é determinada quase inteiramente pela temperatura. Mas ninguém tinha realmente investigado o que mais poderia ser possível para as anãs brancas", afirmou o Dr. Mark Hollands, bolseiro no Grupo de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Warwick, que liderou o trabalho. "Afinal, estas estrelas incrivelmente densas podem produzir cores que ninguém esperava, e algumas delas surpreenderam-me genuinamente".

Por que razão as anãs brancas quebram a regra

A chave está na densidade. As atmosferas das anãs brancas mais frias podem atingir cerca de 1 grama por centímetro cúbico, aproximadamente a densidade da água e milhões de vezes mais densa do que a fotosfera do Sol. Nestas condições, quaisquer elementos vestigiais que possam estar presentes, tais como carbono, cálcio e sódio, interagem com o denso plasma de hélio circundante e absorvem luz numa gama de cores mais ampla do que fariam em densidades mais baixas. Isto faz com que a cor de uma estrela se afaste do laranja, branco e azul de um radiador perfeito.

Nenhuma anã branca está suficientemente próxima para que a sua cor verdadeira possa ser distinguida diretamente pelos nossos olhos; por isso, a equipa calculou a cor a partir de dados que os astrónomos já recolhem rotineiramente: o espetro de uma estrela, a "impressão digital" produzida quando a luz estelar é separada por comprimento de onda, tal como um prisma divide a luz solar num arco-íris. Ao submeter estes espetros a um modelo da perceção humana das cores, descobriu-se qual a cor que a luz de cada estrela apresentaria aos olhos. Isto lembra-nos o quanto um espetro pode revelar: não apenas a temperatura de uma estrela ou a sua composição química, mas também a sua verdadeira cor.

Imagens de anãs brancas, simuladas com precisão de cor. Painéis superior esquerdo: Sirius B é a anã branca mais próxima do Sistema Solar, com uma atmosfera quente de hidrogénio, o que lhe confere uma cor azul-pálida. WDJ1147-7449, por sua vez, está entre as anãs brancas próximas mais frias, o que lhe confere um espetro sem características distintivas e uma aparência alaranjada. Painéis superiores à direita: os invólucros convectivos destas anãs brancas frias transportaram carbono dos seus núcleos para as suas densas atmosferas dominadas por hélio, formando moléculas diatómicas de carbono que dão origem a vários tons de rosa. Painéis inferiores: a acreção de detritos rochosos provenientes dos sistemas planetários das anãs brancas enriquece as suas atmosferas frias de hélio com elementos como o cálcio, o magnésio e o sódio. As quantidades e composições variáveis do material acretado e as temperaturas das anãs brancas permitem uma gama diversificada de cores, incluindo o verde. Na realidade, todas as estrelas seriam muitos milhões de vezes mais brilhantes do que aquilo que pode ser mostrado no ecrã. Crédito: Mark Hollands/Universidade de Warwick

Qualquer cor que se queira

Ao aplicar este método às anãs brancas em todo o céu, a equipa descobriu que as suas cores se dividem em grupos distintos, cada um deles associado à composição da atmosfera da estrela. As anãs brancas ricas em carbono são tipicamente cor-de-rosa ou roxas, enquanto as enriquecidas com detritos de asteroides e cometas desintegrados - os restos de antigos sistemas planetários - tendem para o amarelo. As anãs brancas mais frias, com atmosferas mistas de hidrogénio e hélio, assumem frequentemente uma tonalidade ciano ou azul-claro, causada pela colisão de moléculas de hidrogénio com átomos de hélio nas suas atmosferas ultradensas.

O exemplo mais marcante é WD J1330+6435, que tem uma temperatura de cerca de 4000 graus Celsius e acretou material rochoso do seu sistema planetário. Isto enriqueceu a sua atmosfera com cálcio, lítio e sódio, conferindo-lhe uma aparência verde-limão nos modelos da equipa. Tanto quanto os investigadores sabem, nenhuma outra estrela, viva ou morta, foi alguma vez credivelmente descrita como verde, o que faz desta a primeira estrela genuinamente verde conhecida na Galáxia.

O Dr. Hollands acrescentou: "Os vestígios de sódio na atmosfera desta anã branca absorvem a parte laranja do espetro, deixando para trás um brilho verde fantasmagórico. Imagine estar num planeta e olhar para cima, para uma estrela verde. Parece algo saído da ficção científica".

No extremo oposto, a equipa identificou aquela que poderá ser a estrela mais vermelha alguma vez registada. WD J1011+2845, uma anã branca próxima, a apenas 48 anos-luz da Terra, possui uma zona de convecção profunda que transportou carbono do seu núcleo até à superfície. As moléculas de carbono resultantes distorcem a luz da estrela de forma tão acentuada que quase toda ela é comprimida em comprimentos de onda superiores a 600 nanómetros, produzindo um brilho rosa salmão profundo, diferente de tudo o que se vê numa estrela comum.

Enriquecida a partir de baixo: a anã branca fria WDJ0902+2010 possui uma zona de convecção profunda no interior do seu invólucro exterior, dominado por hélio. A zona de convecção atingiu o núcleo da anã branca, levando o carbono do interior para a superfície e formando moléculas de carbono. Estas moléculas de C2 absorvem fortemente a luz em todo o espetro ótico, incluindo comprimentos de onda azuis, verdes e amarelos, o que faz com que WDJ0902+2010 pareça cor-de-rosa ao olho humano. Crédito: Mark A. Garlick/Universidade de Warwick

A média continua a ser branca

A equipa também estudou uma amostra representativa: as 151 anãs brancas num raio de 20 parsecs (cerca de 65 anos-luz) da Terra. Cinco apresentaram coloração invulgar, duas amarelas e três cor-de-rosa. Isto sugere que, aproximadamente, uma em cada trinta anãs brancas no Universo brilhará com uma luz de cor invulgar.

Para as restantes 146, a equipa mediu a temperatura da cor, que compara a cor de um objeto com a de um radiador perfeito e é habitualmente utilizada para descrever lâmpadas ("branco quente" a 3000 K, "branco frio" a 6000 K). A temperatura de cor mediana da amostra foi de aproximadamente 6800 Kelvin, o que vemos como branco. Isto corrige um equívoco comum na astronomia, segundo o qual as anãs brancas são tipicamente azuis: as anãs brancas mais quentes e mais azuis são mais brilhantes e podem ser vistas de mais longe, pelo que estão sobrerrepresentadas em levantamentos que se baseiam apenas no brilho.

O professor Boris Gänsicke, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, afirmou: "Uma em cada trinta pode não parecer uma fração enorme, mas, considerando toda a população de anãs brancas no Universo, isso ainda representa muitas estrelas com cores invulgares. No entanto, se considerarmos a mediana de uma população representativa de anãs brancas, descobrimos que a anã branca média é, de facto, branca".

// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (RASTI)

Quer saber mais?

Anã branca:
NASA
Wikipedia

Temperatura da cor:
Wikipedia

WD J1330+6435:
Simbad
Wikipedia