Astrônomos descobrem a primeira estrela verde e a mais vermelha já registrada

A anã branca verde recém-identificada WDJ1330+6435 brilha em verde-chartreuse a 284 anos-luz da Terra, cercada por cálcio, lítio e sódio acumulados ao longo de milênios. Nenhuma outra estrela jamais foi credenciada com essa cor para o olho humano.

A descoberta muda o que cientistas entendiam sobre anãs brancas: esses restos densos de estrelas mortas não seguem apenas a regra temperatura-cor. Sob condições extremas de densidade, elementos químicos interagem com o plasma de hélio e alteram radicalmente a luz emitida. Este guia explica a ciência por trás das cores estelares e como duas anãs brancas estão reescrevendo o manual.

Por que anãs brancas podem brilhar em cores inesperadas

A maioria das estrelas se comporta como "radiadores perfeitos": a cor reflete diretamente a temperatura. Estrelas frias aparecem alaranjadas, estrelas quentes como o Sol surgem brancas, e as mais escaldantes brilham em azul-pálido.

As anãs brancas ganharam esse nome justamente porque os primeiros exemplares observados eram quentes e emitiam luz branca ou azulada. Mas ninguém havia investigado sistematicamente que outras cores seriam possíveis.

A densidade é a chave. As atmosferas das anãs brancas mais frias atingem densidades comparáveis à da água, cerca de 1 grama por centímetro cúbico. Isso é milhões de vezes mais denso que a fotosfera solar.

Sob essas condições extremas, elementos-traço presentes na atmosfera — carbono, cálcio, sódio — interagem com o plasma denso de hélio. Essa interação faz com que absorvam luz em faixas mais amplas do espectro do que fariam em densidades normais.

O resultado: a cor da estrela se desloca para tons que não esperaríamos encontrar apenas pela temperatura. Rosa, roxo, ciano, amarelo e até verde tornam-se possíveis.

Como cientistas calculam a cor de estrelas distantes

Nenhuma anã branca está próxima o suficiente para vermos sua cor diretamente a olho nu. A equipe desenvolveu um método indireto baseado no espectro estelar.

O espectro funciona como uma impressão digital: quando a luz de uma estrela se divide por comprimento de onda, como um prisma separando luz solar em um arco-íris, revela quais elementos químicos estão presentes e em que quantidades.

Os pesquisadores alimentaram esses espectros em um modelo computacional da visão humana. O programa calcula que cor nossos olhos perceberiam se estivéssemos próximos àquela estrela.

Esse método permite prever cores estelares com precisão, mesmo para objetos a centenas de anos-luz de distância. Foi assim que identificaram a primeira estrela verde e a mais vermelha já registrada.

WDJ1330+6435: a primeira estrela verde já observada

A anã branca WDJ1330+6435 tem temperatura de aproximadamente 4.000 graus Celsius e está a cerca de 284 anos-luz da Terra. Ao longo do tempo, acumulou material rochoso do seu sistema planetário destruído.

Esse material enriqueceu sua atmosfera com cálcio, lítio e sódio. A combinação desses elementos com a densidade extrema produz um efeito único: o sódio absorve a parte alaranjada do espectro de luz.

O que sobra é um brilho verde-fantasmagórico, descrito como chartreuse pelos cientistas. "Os traços de sódio na atmosfera desta anã branca absorvem a parte laranja do espectro, deixando um brilho verde fantasmagórico", explicou Mark Hollands, coautor do estudo e astrônomo da Universidade de Warwick.

Nenhuma outra estrela, viva ou morta, foi credenciada de forma confiável como verde. "Imagine estar em um planeta e olhar para cima para uma estrela verde. Parece algo saído da ficção científica", acrescentou Hollands.

WDJ0902+2010: a anã branca mais vermelha do universo conhecido

No extremo oposto está WDJ1011+2845, provavelmente a estrela mais vermelha já documentada. Localizada a apenas 48 anos-luz da Terra, ela possui uma zona de convecção profunda.

Essa zona está repleta de carbono que subiu do núcleo da estrela até a superfície. As moléculas de carbono distorcem tanto a luz que quase toda ela é comprimida em comprimentos de onda acima de 600 nanômetros.

Esse comprimento de onda específico produz um brilho salmão-rosado profundo e incomum. A intensidade dessa tonalidade vermelha não tem paralelo em nenhum outro objeto estelar catalogado até o momento.

Padrões de cor ligados à composição atmosférica

A equipe aplicou o método de análise espectral a várias anãs brancas e identificou grupos distintos de cores vinculados à composição atmosférica:

Anãs brancas ricas em carbono geralmente aparecem rosa ou roxo. O carbono molecular altera significativamente o espectro de emissão.

Estrelas enriquecidas com detritos de asteroides e cometas destruídos — restos de sistemas planetários antigos — tendem a brilhar em amarelo. Esses escombros adicionam metais pesados à atmosfera.

Anãs brancas mais frias com atmosferas mistas de hidrogênio e hélio exibem tonalidade ciano ou azul-pálido. Essa cor surge de colisões entre moléculas de hidrogênio e átomos de hélio nas atmosferas ultradensas.

Cada categoria química produz uma assinatura visual específica, transformando anãs brancas em verdadeiros indicadores de sua história e composição.

Quantas anãs brancas têm cores incomuns

Para avaliar a raridade dessas cores, os cientistas estudaram 151 anãs brancas localizadas a até 65 anos-luz (20 parsecs) da Terra. Apenas cinco mostraram cores incomuns: duas amarelas e três rosa.

Isso sugere que aproximadamente uma em cada 30 anãs brancas brilha com luz de cor incomum. Embora pareça uma fração pequena, isso representa um número significativo quando consideramos a população total dessas estrelas no universo.

"Um em trinta pode não parecer uma fração enorme, mas em toda a população de anãs brancas no Universo, isso ainda é muita estrela de cor estranha por aí", observou Boris Gänsicke, coautor e astrônomo da Universidade de Warwick.

A equipe também mediu a temperatura de cor das 146 anãs brancas restantes. A temperatura mediana foi de aproximadamente 6.800 Kelvin, que nossos olhos percebem como branco.

Essa medição corrige um equívoco comum: anãs brancas não são tipicamente azuis. As mais quentes e azuladas são geralmente mais brilhantes, então podem ser vistas de distâncias maiores e acabam sobre-representadas em levantamentos que consideram apenas o brilho aparente.

"Se considerarmos a mediana de uma população representativa de anãs brancas, descobrimos que a anã branca média é realmente branca", concluiu Gänsicke.

O que essas descobertas revelam sobre física estelar

As cores inesperadas dessas anãs brancas demonstram que a relação temperatura-cor não é absoluta para objetos astronômicos extremos. A densidade atmosférica pode ser tão determinante quanto a temperatura.

Quando a matéria é comprimida milhões de vezes além do normal, as leis da interação entre luz e matéria se manifestam de formas não intuitivas. Elementos químicos que seriam insignificantes em condições normais ganham poder de transformar completamente o espectro visível.

Essas descobertas também revelam a história de cada estrela: a presença de detritos planetários, a composição do núcleo exposto, os processos de convecção interna. Cada cor conta uma narrativa evolutiva diferente.

O estudo expande nossa compreensão de que cores são possíveis no universo e sob quais condições físicas elas emergem. Roxo, ciano, amarelo, verde e salmão-profundo agora fazem parte do catálogo oficial de tonalidades estelares verificadas cientificamente.