Por que não vemos estrelas Verdes ?

[jsmoraes]

Existem objetos de cor VERDE no céu ?

Uma boa questão. E como resumo podemos dizer que existem, sim. Mas raramente os vemos. Nebulosas ainda é fácil, mas estrelas ... praticamente ... nunca !

tradução de texto de Phil Plait dos links:

1) http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2008/07/29/why-are-there-no-green-stars/#.UkXCTdKsg6Y

2) http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2008/08/28/followup-green-objects-in-space/#.UkXCMdKsg6Y


Documento 1:

Por que não existem estrelas verdes ?

Saia em uma noite escura e sem a luz da Lua. Olhe para cima. É dezembro ou janeiro ? Verifique Betelguese, brilhando estupidamente em vermelho nos ombros de Orion, e Riguel, um laser azul em seu joelho. Um mês atrás, a amarela Capella se apresentava em Auriga.

É julho ? Encontre Vega, uma safira em Lyra, ou Antares, coração laranja-vermelho em Scorpius.

De fato, em qualquer período do ano você pode encontrar cores no céu. A maioria das estrelas parecem brancas, mas as mais brilhantes mostram cor. Vermelho, laranja, amarelo, azul ... quase que todas as cores do arco-iris. Mas... um momento. Onde estão as estrelas verdes ? Não deveríamos vê-las ?

Não. É uma questão muito comum, mas de fato nós não vemos nenhuma estrela verde. E eis por que.

Pegue uma maçarico (figurativamente !) e aqueça uma barra de ferro. Após um momento ele brilhará em vermelho, depois laranja, e após branco-azulado. Em seguida ele derrete.

Por que ele brilha ? Qualquer matéria acima da temperatura zero-absoluto (por volta de -273 Celsius) emitirá luz. A quantidade de luz emitida, e mais importante o comprimento de onda daquela luz, depende da temperatura. Quanto mais quente o objeto, mais curto o comprimento de onda.

Objetos frios emitem ondas de radio. Extremamente quentes emitem ultravioleta ou raio X. Em uma faixa bem estreita de temperatura, objetos quentes emitirão luz visível (comprimento de ondas entre 300 nanometros e 700 nanometros)

Imagine, e isto é importante, os objetos não emitem um único comprimento de onda de luz. Ao contrário, eles emitem photons em um faixa de comprimentos de onda. Se você utilizar algum tipo de detetor sensível a comprimento de onda da luz emitida por um objeto, e então colocá-los em um gráfico versus comprimento de onda, você terá a curva do corpo negro. É semelhante a forma de um sino, mas inclina rapidamente quando em comprimento de ondas mais curtas, e tem inclinação mais suave quando mais longas.

Aqui está um exemplo de diversas curvas, correspondente a diferente temperaturas de um objeto.



O eixo x é comprimento de onda (cor, se preferir) da cor, e o espectro visível está superposto para referencia. Você pode ver a forma característica da curva do corpo escuro. Quando o objeto aquece, o pico se desloca para esquerda, para comprimento de ondas mais curtos.

Um objeto que está em 4500 Kelvins ( por volta de 4200 Celsius) tem pico na parte laranja do espectro. Aqueça até 6000 Kelvin ( por volta da temperatura do Sol, 5700 C) e seu pico estará no azul-verde. Aqueça mais ainda, e o pico se moverá para azul, ou mesmo para ondas mais curtas. De fato, as estrelas mais quentes emitem a maior parte de sua luz no ultra-violeta, em comprimento de ondas mais curtos que nossos olhos podem ver.

Mas, espere. Se o Sol tem pico no azul-verde, por que nõs não o vemos azul-verde ?

Ah, aqui é a chave da questão. Seu pico de emissão está no azul-verde, mas ele também emite luz em outras cores.

Veja no gráfico um objeto tão quente quanto o Sol. O pico da curva está no azul-verde, assim ele emite a maioria de seus photons lá. Mas ele também emite alguns que são mais azuis, e alguns que são mais vermelhos. Quando nós olhamos o Sol, nós vemos todas estas cores juntas e misturadas. Nossos olhos as combinam para produzir uma cor: branco. Sim, branco. Algumas pessoas dizem que o Sol é amarelo, mas se ele fosse realmente amarelo para nossos olhos, então as nuvens seriam amarelas, e a neve também.

Ok, então o Sol não se apresenta como verde. Mas podemos excursionar com a temperatura para conseguirmos uma estrela verde ? Talvez uma que seja um pouco mais quente ou fria que o Sol ?

Infelizmente não, você não pode. Uma estrela mais quente emitirá mais azul, e uma mais fria mais vermelho, mas não importa, nossos olhos não a verá como verde.

A falha não está nas estrelas, mas dentro de nós mesmos.

Nossos olhos tem células sensitivas à luz chamadas de bastonetes and cones Bastonetes basicamente são detetores de brilho, e são cegos para cor. Cones vêem cor, e são de três tipos: uns sensíveis ao vermelho, outros ao azul, e o terceiro ao verde. Quando a luz os atingem, cada um é estimulado com intensidades diferentes.

A maioria dos objetos não emitem (ou refletem) uma única cor, portanto os cones são estimulados em intensidade variável. Uma laranja, por exemplo, excita os cones vermelhos duas vezes mais que os verdes, mas não excita o azul. Quando cérebro recebe os sinais dos três cones, ele diz: Isto deve ser um objeto que é laranja. Se os cones verdes estivessem vendo tanta luz quanto os vermelhos, e os cones azul não vissem nada, nós interpretaríamos como amarelo.

Assim, a única maneira de vermos uma estrela verde seria ela emitir somente luz verde. Mas como você pode ver no gráfico acima, isto é praticamente impossível. Qualquer estrela emitindo majoritariamente em verde, também emitiria um bom bocado em vermelho e azul, fazendo com que a estrela se apresentasse branca. Mudando a temperatura das estrelas fará com que ela se pareça laranja, ou amarelo, ou vermelho, ou azul, mas nunca verde. Nossos olhos não poderiam ver desta forma.

Por isso não há estrelas verdes. As cores emitidas pelas estrelas junto com o modo como nossos olhos às vêem asseguram isto.

nota: isto não é o fim da estória. Há objetos verdes no espaço, e algumas estrelas parecem ter cor verde... mas isto é para outro post.

nota do tradudor: o texto diz que estrelas verdes necessitariam que ela só emitissem neste comprimento de onda, coisa que não acontece. Então por que vemos estrelas azuis e vermelhas, já que há outras componentes misturadas ?
Perceba que azul e vermelho são os extremos da faixa visível. Portanto uma estrela pode ter forte emissão de azul e ultra-violeta e pouca emissão em outros comprimentos. Irá predominar a visibilidade da cor azul. O mesmo para o vermelho. Já o verde se encontra, digamos, no meio da faixa visível. Sempre haverá componentes próximos que somados darão outra cor.

Documento 2:

Não quero dizer que não há objetos verdes. Há !



Nuvem de gás de baixa densidade, como NGC 6826, emitem luz de modo muito diferente de uma estrela; elas não são exatamente objetos negros. Elas são mais como luz fluorescente, emitindo luz em cores bem específicas, e não continuamente através do espectro.

Se o gás cósmico é quente, e contem oxigênio, a nebula pode emitir fortemente luz por volta de 500 nanometros, na região verde do espectro. Elas também emitem alguma cor vermelha ou outras, mas elas não emitem através do inteiro espectro como fazem as estrelas. Estes objetos se apresentarão de fato muito verdes, mas lembre-se, elas não são estrelas.

O planeta Urano se apresenta verde também, mas isto é porque sua atmosfera superiora possui uma grande quantidade de metano, o qual absorve a luz vermelha. Mas ele também não é uma estrela.

Agora, eu tenho que dizer, há uma maneira de algumas estrelas de certa forma se apresentarem verdes. Nós sentimos as cores não somente na escala absoluta, mas também por comparação. Um objeto que se apresenta ligeriamente avermelhado por si, se apresentará com uma coloração diferente se você colocá-lo próximo de um objeto amarelo. Seus olhos e cérebro podem ser engados.

Almach é um sistema de multipla estrelas em Andromeda (embora para os olhos ela pareça como somente uma estrela), e suas componentes fazem exatamente isto. A estrela mais brilhante é uma laranja gigante, uma estrela como o Sol que está morrendo. Ela é mais fria que o Sol, e portanto se apresenta como laranja para nossos olhos. As outras três estrelas que compõem o sistema Almach são anãs brancas, estrelas mortas que brilham devido ao seu calor remanescente. Duas delas são facilmente separáveis por telescópios, e a terceira orbita tão próxima que é impossível ver. Mas a luz combinada destas três estrelas é esbranquiçada... mas quando você olha através de um telescópio, com a estrela laranja visível, o triário adquire um brilho verde esmeralda ! Não é real, é uma ilusão, mas se parecem verde. Interessantemente, em todas as imagens que encontrei, elas se apresentam azuladas; talvez a câmera não seja tão enganada como nosso cérebro. Outros exemplos de sistemas múltiplos podem ser encontrados.

Mas há uma estrela que seja verdadeiramente verde ? Zubenschamali é a segunda mais brilhante na constelação de Libra. É um pouco mais quente que o Sol, e algumas pessoas alegam vê-la verde, enquanto outros dizem vê-la branca. Meio confuso, por que ? A sensibilidade das pessoas são diferentes, mas isto deve ser devido a estrela propriamente dito: Zubenschamali é uma estrela jovem e com rápida rotação, o que pode afetar suas cores ( a luz emitida de uma estrela não é realmente um corpo negro, e sua juventude e rotação podem tem alguma influencia nas cores emitidas).

A cor que nós vemos de um objeto depende de como este objeto emite luz, que pode ser tão importante quanto a luz que ele emite.

[jsmoraes]

Um interessante texto sobre a cor do Sol vista pelo olho humano, do link: http://www.science20.com/solar_fun_of_the_heliochromologist/the_color_of_the_sun_part_ii

George Cooper escreveu

Our eyes, as well as, electronic sensors, are better represented as seeing photons rather than wavelengths of light. Since E = h f (photon energy = Planck’s constant times the frequency of the photon), then we can convert our spectral irradiance to a photon flux distribution. Notice how flat the distribution is. It is surprisingly flat. By sheer luck or madness, the peak photon flux just happens to be in the narrow yellow portion of the spectrum.

Tradução livre:

Nossos olhos, assim como os sensores eletrônicos, são melhor representados como vendo photons, ao invés de comprimento de ondas da luz. Desde que E = h f (energia o fóton = constante de Planck vezes a frequência do fóton), então podemos converter o espectro irradiante em distribuição de fluxo de fótons. Note o quanto é plana a distribuição. É surpreendentemente plana. E curiosamente, o pico de fluxo de fótons acontece justamente na estreita porção amarela do espectro.