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Grün, Rosa und Violett: Lichtspektren zeigen die wahren Farben Weißer Zwerge
Einige ausgebrannte Sterne würden aus der Nähe nicht weiß oder bläulich, sondern grün, rosa oder violett erscheinen. Das zeigen Berechnungen aus ihren gemessenen Lichtspektren. In den extrem dichten Atmosphären Weißer Zwerge absorbieren Natrium, Kalzium und Kohlenstoff bestimmte Wellenlängen. In der Nachbarschaft der Sonne bleiben solche Ausnahmen allerdings selten.
Coventry (England). Weiße Zwerge sind die kompakten Überreste vieler sonnenähnlicher Sterne. Obwohl sie keine Energie mehr durch Kernfusion erzeugen, strahlen ihre heißen Oberflächen noch lange Licht ab. Ihre Farbe gilt deshalb als Hinweis auf die Temperatur: heiße Exemplare wirken eher bläulich, kühlere eher orange.
Diese einfache Zuordnung setzt jedoch voraus, dass ein Stern Licht annähernd wie ein idealer Wärmestrahler aussendet. Gerade in den dichten Atmosphären abgekühlter Weißer Zwerge können einzelne chemische Elemente das Spektrum weit stärker verändern. Dann bestimmt nicht mehr allein die Oberflächentemperatur, welchen Farbeindruck das Licht hervorruft.
Forscher der University of Warwick um Dr. Mark A. Hollands haben nun die wahrgenommenen Farben verschiedener Weißer Zwerge untersucht. Dazu verbanden sie astronomisch gemessene Spektren und berechnete Sternatmosphären mit einem Modell des menschlichen Farbsehens. Sie ermittelten so, wie die Sternscheiben bei einem hypothetischen Blick aus der Nähe erscheinen würden.
„Es stellt sich heraus, dass diese unglaublich dichten Sterne Farben erzeugen können, mit denen niemand gerechnet hat, und einige davon haben selbst mich überrascht“, sagt Dr. Mark A. Hollands.
Besonders auffällig ist WD J1330+6435, ein vergleichsweise kühler Weißer Zwerg mit einer Oberflächentemperatur von rund 4.240 Kelvin, also knapp 4.000 Grad Celsius. Das Modell ergibt für ihn ein helles Gelbgrün, obwohl ein Stern dieser Temperatur ohne besondere Absorption eher orange wirken müsste. In seiner heliumreichen Atmosphäre finden sich unter anderem Natrium, Kalzium und Lithium.
Das Natrium verschluckt wegen des hohen Drucks einen ungewöhnlich breiten Bereich des orangefarbenen und roten Lichts. Kalzium schwächt zusätzlich einen Teil des violetten Lichts ab. Dadurch bleibt im sichtbaren Spektrum ein relativ großer Grünanteil übrig.
„Die Spuren von Natrium in der Atmosphäre dieses Weißen Zwergs absorbieren den orangefarbenen Teil des Spektrums und lassen ein gespenstisches grünes Leuchten zurück. Man stelle sich vor, man stünde auf einem Planeten und blickte zu einem grünen Stern hinauf. Das fühlt sich an wie Science-Fiction“, sagt Dr. Mark A. Hollands.
Das grüne Leuchten wurde allerdings nicht direkt mit dem Auge beobachtet. Die Sterne sind zu weit entfernt, um ihre Scheiben in einer für das Farbsehen ausreichenden Größe zu erkennen. Zudem ist das gemessene Spektrum von WD J1330+6435 etwas verrauscht, weshalb sein tatsächlicher Farbton vom Modell geringfügig abweichen könnte. Zwei weitere untersuchte Weiße Zwerge erscheinen in den Berechnungen blasser grün.
Noch andere Farben entstehen, wenn Kohlenstoff aus dem Inneren eines abkühlenden Weißen Zwergs an die Oberfläche gelangt. Dort können Kohlenstoffmoleküle Licht über breite Wellenlängenbereiche absorbieren. Einige dieser Sterne würden für das menschliche Auge deshalb rosa oder violett erscheinen.