Cores e tipos espectrais das estrelas

A cor de uma estrela é a sua temperatura

Um pedaço de ferro aquecido passa do vermelho escuro ao laranja, ao amarelo e, se a temperatura for alta o bastante, ao branco-azulado. Estrelas obedecem à mesma física. A cor que você percebe a olho nu depende sobretudo da temperatura da superfície: estrelas mais frias são avermelhadas, estrelas mais quentes são azuladas, e o Sol, com temperatura efetiva de 5.772 K, fica no meio, amarelo-esbranquiçado.

A cor, portanto, é informação, não decoração. Quando um verbete diz que Rigel é azul e Antares é vermelha, está dizendo que a primeira tem superfície muito mais quente que a segunda. A classificação espectral transforma essa ideia em um código compacto.

O alfabeto das estrelas: O B A F G K M

Os astrônomos classificam as estrelas pelo espectro, a luz decomposta em cores, onde linhas escuras revelam a composição e a temperatura da atmosfera estelar. As classes principais, da mais quente para a mais fria, são O, B, A, F, G, K e M. A ordem estranha das letras é herança de um sistema alfabético mais antigo, reorganizado quando se percebeu que a temperatura era o que importava; a astrônoma Annie Jump Cannon, uma das criadoras do sistema, popularizou a frase mnemônica em inglês "Oh Be A Fine Girl, Kiss Me".

As temperaturas aproximadas de superfície são: O, acima de 30.000 K, azul; B, de 10.000 a 30.000 K, azul-branca; A, de 7.500 a 10.000 K, branca; F, de 6.000 a 7.500 K, branco-amarelada; G, de 5.200 a 6.000 K, amarela; K, de 3.700 a 5.200 K, laranja; M, de 2.400 a 3.700 K, vermelha. Cada classe é subdividida de 0 a 9, do mais quente ao mais frio: uma estrela B8 é mais fria que uma B0 e mais quente que uma A0. Abaixo de M existem as classes L, T e Y, reservadas às anãs marrons, objetos frios demais para sustentar fusão de hidrogênio como as estrelas comuns.

Exemplos do acervo

O céu brasileiro oferece um exemplar de quase cada classe. Rigel, em Órion, é B8: azul-branca, com superfície acima de 10.000 K. Acrux, no Cruzeiro do Sul, é um sistema de estrelas B ainda mais quentes. Sirius, A1, e Vega, A0, são as brancas clássicas, com superfícies próximas de 10.000 K. Canopus, a segunda estrela mais brilhante do céu, é de classe F. O Sol é G2. Arcturus, no Boieiro, é K1,5, laranja. Betelgeuse, em Órion, e Antares, em Escorpião, são de classe M, as grandes vermelhas do céu, com superfícies abaixo de 3.700 K. Gacrux, no topo do Cruzeiro do Sul, é M3,5 e a estrela vermelha mais fácil de identificar no céu austral.

Note que a classe não diz nada sobre brilho aparente ou distância. Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol, é M5,5, da mesma classe de Antares, mas é uma anã pequena e fraca demais para ser vista sem telescópio. Para distinguir uma anã de uma supergigante, a classificação precisa de um segundo elemento.

Classes de luminosidade: do anão ao supergigante

Duas estrelas da mesma temperatura podem ter tamanhos completamente diferentes, e isso aparece em detalhes finos do espectro: a atmosfera de uma estrela gigante é mais rarefeita que a de uma anã, e as linhas espectrais ficam mais estreitas. Com base nisso, acrescenta-se à letra um algarismo romano, a classe de luminosidade: Ia, supergigantes mais luminosas; Ib, supergigantes menos luminosas; II, gigantes brilhantes; III, gigantes; IV, subgigantes; V, estrelas da sequência principal, também chamadas de anãs.

Assim, o Sol é G2 V: uma estrela amarela comum da sequência principal. Sirius é A1 V, Vega é A0 V. Arcturus é K1,5 III, uma gigante laranja. Rigel é B8 Ia, uma supergigante azul; Betelgeuse é M1–M2 Ia–Iab e Antares, M1,5 Iab, supergigantes vermelhas. Polaris, invisível do Brasil, é F8 Ib. Em ordem de grandeza, as supergigantes Ia brilham como cem mil sóis, as Ib como dez mil, as gigantes brilhantes como mil e as gigantes como cem. A combinação de letra e algarismo situa a estrela em um gráfico famoso.

O diagrama H-R em palavras

No início do século XX, Ejnar Hertzsprung e Henry Norris Russell colocaram em um gráfico a luminosidade das estrelas contra a temperatura, com as quentes à esquerda e as frias à direita. O resultado, o diagrama H-R, mostrou que as estrelas não se espalham ao acaso. Cerca de 90% delas caem em uma faixa diagonal que vai do canto superior esquerdo, estrelas quentes e muito luminosas, ao canto inferior direito, estrelas frias e fracas: a sequência principal, onde as estrelas passam a maior parte da vida fundindo hidrogênio em hélio. Ao longo dela, a posição é determinada pela massa: as mais massivas são as mais quentes e brilhantes.

No canto superior direito ficam as gigantes e supergigantes: frias, mas enormemente luminosas, o que só é possível se forem gigantescas. Menos de 1% das estrelas está nessa região, e algumas supergigantes, colocadas no lugar do Sol, engoliriam a órbita de Marte. No canto inferior esquerdo ficam as anãs brancas: quentes, porém fracas, logo minúsculas. São os núcleos expostos de estrelas que esgotaram o combustível; uma anã branca típica, como 40 Eridani B, tem raio de cerca de 1,4% do raio solar, parecido com o da Terra, e mais da metade da massa do Sol. Cerca de 10% das estrelas da vizinhança solar são anãs brancas, e Sirius B, companheira de Sirius, é a mais famosa delas.

Como perceber as cores a olho nu e em binóculos

O olho humano só distingue cores quando há luz suficiente, e por isso a maioria das estrelas parece branca. Nas mais brilhantes, porém, a cor é nítida, sobretudo por comparação. O melhor laboratório é Órion, nas noites de verão: compare Rigel, azul-branca, com Betelgeuse, alaranjada-avermelhada, a poucos graus de distância. Faça o mesmo com Antares e as estrelas azuis de Escorpião no inverno, ou com Gacrux, vermelha, e as outras três estrelas azuis do Cruzeiro do Sul. Aldebaran, no Touro, e Arcturus, no Boieiro, são laranjas evidentes.

Um truque antigo é desfocar levemente os olhos ou, em binóculos, tirar um pouco o foco: a estrela vira um pequeno disco, e a cor se espalha por uma área maior, ficando mais fácil de perceber. Binóculos também revelam cores em estrelas mais fracas, e campos como a Caixa de Joias, com uma estrela vermelha entre várias azuis, ou as Plêiades, todas azuladas, mostram as classes espectrais lado a lado.

Cuidado com um engano comum: estrelas perto do horizonte piscam em várias cores, inclusive Sirius, que é branca. Isso é refração na atmosfera turbulenta, não a cor da estrela. Para avaliar a cor verdadeira, observe o astro quando estiver alto no céu.