O segredo do brilho das estrelas

VOCÊ já ficou pasmado ao olhar para os milhares de estrelas visíveis numa noite de céu limpo? Enquanto admirava aqueles pontos cintilantes, talvez tenha percebido que eles variam na intensidade do brilho e até mesmo na coloração.

Mas por que as estrelas diferem em sua glória, ou brilho? Por que, por exemplo, algumas parecem ser brancas e outras azuis, amarelas ou vermelhas? E por que elas são cintilantes?

No centro das estrelas ocorrem reações nucleares fortíssimas, gerando enormes quantidades de energia. Essa energia passa para as camadas externas da estrela, de onde irradia para o espaço, em grande parte como luz visível e raios infravermelhos. Por incrível que pareça, as estrelas mais quentes são azuis, ao passo que as mais frias são vermelhas. Por que existe essa diferença de cor?

Pense na luz como um fluxo de partículas, chamadas fótons, que também se comportam como ondas de energia. Estrelas mais quentes emitem fótons com mais energia, os quais têm os comprimentos de onda mais curtos encontrados na extremidade azul do espectro. Por outro lado, estrelas mais frias liberam fótons com menos energia, os quais estão na extremidade vermelha do espectro. O Sol, a estrela central do nosso sistema, está mais ou menos no meio do espectro, visto que emite uma quantidade maior de luz na faixa entre o verde e o amarelo. Por que, então, o Sol não é esverdeado? Ele também emite bastante luz nos outros comprimentos de ondas visíveis. O resultado disso, visto do espaço, é um Sol branco.

A responsável por “colorir” o Sol

Nós vemos o Sol através do filtro da atmosfera, que altera sua aparência em vários níveis, dependendo da hora do dia. Ao meio-dia, por exemplo, o Sol normalmente tem um tom amarelo-claro. Mas, quando ele surge ou desaparece no horizonte, pode parecer laranja ou até mesmo vermelho. Essa mudança de cor ocorre por causa de moléculas de gás, vapor d’água e várias partículas microscópicas presentes na atmosfera da Terra.

A composição da atmosfera dispersa a luz solar azul e violeta, produzindo um maravilhoso céu azul num dia claro. Com o azul e o violeta fora de cena do espectro visível do Sol, a restante luz solar direta é predominantemente amarela ao meio-dia. Mas, quando o Sol está bem próximo do horizonte, sua luz passa pela atmosfera num ângulo fechado antes de nos alcançar. Em resultado disso, a luz solar atravessa uma parte maior da atmosfera, que agora dispersa ainda mais luz tanto nas variações de azul como de verde. É por isso que o Sol parece uma belíssima bola vermelha no fim do dia.

O colorido céu noturno

A visão que temos do céu noturno é influenciada em grande parte pela sensibilidade dos olhos. Eles recebem a luz através de dois tipos de sensores: os cones e os bastonetes. Os cones detectam cores, mas param de funcionar sob luz muito fraca. Já os bastonetes, embora não sejam sensíveis a cores, são fotorreceptores extremamente eficazes. De fato, sob condições ideais, um bastonete consegue detectar até mesmo um único fóton de luz! Mas a sensibilidade dos bastonetes concentra-se nos comprimentos de onda mais curtos encontrados na extremidade azul do espectro. Em resultado disso, quando olhamos a olho nu para estrelas fracas de mesmo brilho, é provável que veremos as azuis, não as vermelhas. Ainda bem que não dependemos apenas da visão a olho nu!

Os binóculos e telescópios nos possibilitam ver com mais nitidez objetos de luz fraca à noite, como estrelas, galáxias, cometas e nebulosas. Mesmo assim, a atmosfera limita um pouco nossa visão do céu. Para solucionar esse problema, foi criado o Telescópio Espacial Hubble (HST, sigla em inglês), que orbita a Terra. Essa proeza tecnológica detecta objetos que têm apenas dez bilionésimos do brilho das estrelas de luz fraca que são visíveis a olho nu. Isso possibilita ao HST reproduzir imagens deslumbrantes de objetos bem longe no espaço, incluindo galáxias e nuvens de gás e poeira interestelar chamadas nebulosas.

Mas hoje novos telescópios terrestres se equiparam ao HST ou são até melhores em certos aspectos. Por exemplo, usando técnicas sofisticadas para corrigir os efeitos da atmosfera, esses novos telescópios geram imagens com maior resolução, ou detalhes, do que as geradas pelo HST. Um exemplo é o Observatório W. M. Keck, no Havaí, onde se encontra o telescópio Keck I, um dos maiores telescópios ópticos do mundo. Foi usando esse telescópio que o astrônomo Peter Tuthill, da Universidade de Sydney, Austrália, descobriu nuvens de poeira sendo ejetadas por sistemas de estrelas binárias na constelação de Sagitário, que do nosso ponto de vista parece estar perto do centro de nossa galáxia, a Via Láctea.

POR QUE AS ESTRELAS SÃO CINTILANTES?

As estrelas cintilam, ou sofrem leves mudanças no brilho e localização, por causa de alterações na atmosfera da Terra. Para ilustrar, imagine pequenos pontos de luz no fundo de uma piscina. O que acontece com essas luzes quando há ondulações na água? Nós as vemos cintilar, assim como as estrelas. As luzes maiores, por outro lado, seriam menos afetadas. Os planetas são como essas luzes maiores, não porque são maiores que as estrelas, mas porque estão muito mais perto da Terra e assim parecem maiores.

AS CORES NAS FOTOS: VERDADE OU MENTIRA?

Graças ao Telescópio Espacial Hubble (HST, sigla em inglês), você já deve ter visto imagens coloridas espetaculares de galáxias, nebulosas e estrelas. Mas será que as cores são reais? Na verdade, elas são uma recriação, uma combinação de arte e ciência. As imagens detectadas pelo HST são em tons de preto e branco, embora sejam obtidas por meio de filtros coloridos. Os astrônomos e especialistas em imagens usam a tecnologia moderna e programas para compor as imagens finais, às vezes para reproduzir o mais perto possível o que eles acreditam ser as cores naturais de objetos celestes.* Outras vezes, os astrônomos produzem intencionalmente imagens com cores falsas para destacar certos detalhes, talvez para estudos científicos.