Astronomen identifizieren den ersten grünen Stern: Wie die Chemie eines Weißen Zwergs seine Farbe bestimmt
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Kurz gesagt
Astronomen der Universität Warwick sagen, dass der Weiße Zwerg WD J1330+6435, der sich etwa 284 Lichtjahre entfernt befindet, der erste Stern ist, der jemals glaubhaft als grün für das menschliche Auge berichtet wurde. Die Farbe entsteht dadurch, dass Natrium gelbes, oranges und rotes Licht in seiner ungewöhnlich dichten Atmosphäre absorbiert, nachdem er felsige Trümmer aus seinem eigenen Planetensystem verschluckt hat. Die Ergebnisse, veröffentlicht im Journal RAS Techniques and Instruments, kartieren auch andere unerwartete Farben von Weißen Zwergen, darunter Rosa, Lila, Cyan und Gelb.
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Astronomen unter der Leitung von Dr. Mark Hollands, Fellow des Warwick Prize in der Astronomie- und Astrophysik-Gruppe der Universität Warwick, haben den Weißen Zwerg WD J1330+6435 als den ersten Stern identifiziert, der einem menschlichen Beobachter echt grün erscheinen würde. Die Studie wurde im Journal RAS Techniques and Instruments veröffentlicht.
Warum die meisten Sterne niemals grün aussehen
Astronomen beschreiben die meisten Sterne als 'perfekte Strahler', was bedeutet, dass ihre Farbe fast ausschließlich durch die Oberflächentemperatur bestimmt wird, ähnlich wie das Eisen eines Schmieds von Rot zu Orange zu Weiß wird, wenn es heißer wird. Kühlere Sterne erscheinen orange, Sterne wie die Sonne erscheinen weiß, und die heißesten Sterne leuchten blassblau. Weiße Zwerge folgen normalerweise diesem gleichen temperaturgesteuerten Muster — bis ungewöhnliche atmosphärische Bedingungen, wie bei WD J1330+6435, dazu führen, dass einer davon abweicht.
Was WD J1330+6435 unterschiedlich macht
WD J1330+6435 ist ein Weißer Zwerg, der dichte, ausgebrannte Überrest, der nach einem sonnenähnlichen Stern übrig bleibt, nachdem er seinen Brennstoff aufgebraucht hat, befindet sich etwa 284 Lichtjahre von der Erde entfernt mit einer Oberflächentemperatur von etwa 4.000 Grad Celsius (7.232 Grad Fahrenheit). Im Gegensatz zu gewöhnlichen Sternen hat er felsiges Material von einem überlebenden Planetensystem angesammelt und seine äußere Atmosphäre mit Natrium, Kalzium und Lithium angereichert.
Die Atmosphären kühler Weißer Zwerge können Dichten erreichen, die der von Wasser ähnlich sind, Millionen Male dichter als die äußere Schicht der Sonne oder Photosphäre. Unter diesen extremen Bedingungen absorbiert Natrium in WD J1330+6435's dichten Helium-Plasma einen großen Teil des gelben, orangenen und roten Lichts, das durch die Atmosphäre führt, und lässt hauptsächlich grüne Wellenlängen zu einem Beobachter entweichen.
Die Spuren von Natrium in der Atmosphäre dieses Weißen Zwergs absorbieren den orangenen Teil des Spektrums und lassen einen gespenstischen grünen Glanz zurück.
— Dr. Mark Hollands, Universität Warwick
Wie Forscher die wahren Farben ermittelten
Um zu bestimmen, wie ein gegebener Weißer Zwerg tatsächlich aussehen würde, analysierte das Warwick-Team Spektren, den wellenlängen-für-wellenlängen-'Fingerabdruck' des Lichts eines Sterns, und führte diese Daten durch ein Modell des menschlichen Farbvisionssystems, um den Farbton vorherzusagen, den das bloße Auge wahrnehmen würde. Soweit die Forscher wissen, wurde zuvor kein anderer Stern, lebendig oder tot, glaubhaft als grün berichtet.
Atmosphärische Zusammensetzung und scheinbare Farbe von Weißen Zwergen
Atmosphärische Zusammensetzung
Scheinbare Farbe
Beispiel oder Anmerkung
Natriumreich, hochdichtes Helium
Grün
WD J1330+6435, der einzige bekannte Fall
Kohlenstoffreich
Rosa oder Lila
Unter untersuchten Weißen Zwergen gemeldet
Mit Asteroid-/Kometenschutt angereichert
Gelb
Mit akkretiertem Planetenmaterial verknüpft
Gemischtes Wasserstoff-Helium
Cyan oder Blassblau
Häufig unter untersuchten Weißen Zwergen
Typische/Mehrheitskomposition
Weiß (Median ~6.800 Kelvin)
146 von 151 untersuchten Weißen Zwergen innerhalb von 65 Lichtjahren
Wie selten sind ungewöhnlich gefärbte Weiße Zwerge
Unter einer Stichprobe von 151 Weißen Zwergen innerhalb von 65 Lichtjahren von der Erde fand das Warwick-Team fünf mit ungewöhnlicher Färbung — ein Verhältnis, das die Forscher vermuten lässt, dass etwa einer von 30 Weißen Zwergen im Universum eine ungewöhnliche Farbe zeigen könnte. Die übrigen 146 hatten eine mittlere Farbtemperatur von etwa 6.800 Kelvin, die das menschliche Auge als weiß wahrnimmt.
Weiße Zwerge stellen die letzte Phase im Lebenszyklus von Sternen wie der Sonne dar, nachdem sie ihre äußeren Schichten abstoßen und der verbleibende Kern über Milliarden von Jahren abkühlt. Da sie keine Energie mehr durch Kernfusion erzeugen, hängt ihre beobachtete Farbe von der Temperatur und von allen Elementen ab, die sich in oder auf ihre dünne äußere Atmosphäre gesetzt haben oder gefallen sind, statt von den Fusionsprozessen, die lebende Sterne färben.
Fragen
Wie heißt der erste bestätigte grüne Stern?
Es ist WD J1330+6435, ein Weißer Zwerg etwa 284 Lichtjahre von der Erde entfernt, der von Astronomen der Universität Warwick unter der Leitung von Dr. Mark Hollands identifiziert wurde.
Warum sehen normale Sterne nicht grün aus?
Die Farbe eines Sterns wird hauptsächlich durch seine Temperatur bestimmt und verhält sich wie das, was Astronomen einen 'perfekten Strahler' nennen. Weiße Zwerge folgen normalerweise diesem gleichen Muster und erscheinen je nach Temperatur orange, weiß oder blassblau, bis ungewöhnliche atmosphärische Bedingungen — wie bei WD J1330+6435 — dazu führen, dass einer davon abweicht.
Was lässt WD J1330+6435 grün aussehen?
Der Weiße Zwerg sammelte felsiges Planetenschutt an, das reich an Natrium ist, und in seiner ungewöhnlich dichten Atmosphäre absorbiert dieses Natrium gelbes, oranges und rotes Licht und hinterlässt einen grünlichen Glanz.
Wie häufig sind ungewöhnlich gefärbte Weiße Zwerge?
In einer Stichprobe von 151 Weißen Zwergen innerhalb von 65 Lichtjahren von der Erde zeigten fünf ungewöhnliche Färbung. Die Warwick-Forscher sagten, dies deutet darauf hin, dass etwa einer von 30 Weißen Zwergen im Universum eine ungewöhnliche Farbe zeigen könnte.
Wo wurde diese Forschung veröffentlicht?
Die Ergebnisse erschienen im Journal RAS Techniques and Instruments, in einer Studie von Astronomen der Universität Warwick.
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