Warum gibt es keine grünen Sterne?

Geh in einer dunklen mondlosen Nacht nach draußen. Schau auf. Wenn es Dezember oder Januar ist, schauen Sie sich Betelgeuse an, ein rotes Licht auf Orions Schulter, und Rigel, einen strahlend blauen Stern an seinem Knie. In einem Monat erscheint eine gelbe Kapelle im Sternbild Wagenlenker.

Wenn es Juli ist, finden Sie Vega, den blauen Saphir von Lyra, oder Antares, das orangerote Herz des Skorpions.

Es gibt keine grünen Sterne! Zu jeder Jahreszeit am Himmel finden Sie verschiedene Sterne. Die meisten sehen weiß aus, aber die hellsten zeigen Farbe. Rot, Orange, Gelb, Blau - fast alle Farben des Regenbogens ... Aber Moment mal, wo sind die grünen? Sollten wir die nicht auch sehen?

Nein. Dies ist eine sehr häufige Frage, und wir sehen keine grünen Sterne. Und hier ist warum.

Nehmen Sie eine Lötlampe (Sie können mental) und erhitzen Sie eine Eisenstange. Zuerst leuchtet es rot, dann orange, dann weiß-blau. Dann wird es schmelzen. Besser eine Wende verwenden.

Warum leuchtet es? Jede Substanz mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (um -273 ° C) gibt Licht ab. Die Lichtmenge und ihre Wellenlänge hängen von der Temperatur ab. Je wärmer das Objekt ist, desto kürzer ist die Wellenlänge.

Kalte Objekte senden Radiowellen aus. Sehr heiße senden ultraviolette oder Röntgenstrahlen aus. In einem sehr engen Temperaturbereich emittieren heiße Objekte sichtbares Licht mit Wellenlängen von ungefähr 300 nm bis 700 nm.

Es ist zu beachten, dass Objekte kein Licht mit derselben Wellenlänge emittieren. Sie emittieren Photonen im Wellenlängenbereich. Wenn Sie einen bestimmten Detektor verwenden, der für die Wellenlängen des vom Objekt emittierten Lichts empfindlich ist, und dann die Anzahl dieser Wellen in einem Diagramm darstellen, erhalten Sie ein gekrümmtes Diagramm mit der Bezeichnung „Schwarzkörper-Strahlungscharakteristik“ (warum es so genannt wird, spielt keine Rolle, aber wenn Sie Interessant, Sie können suchen. Aktivieren Sie einfach den Suchergebnisfilter. Ernsthaft). Es sieht ein bisschen aus wie eine Glocke einer Normalverteilungskurve, aber bei kleinen Wellenlängen fällt es schneller ab und bei großen Wellenlängen verlangsamt es sich.

Hier sind Beispiele für verschiedene Kurven für unterschiedliche Temperaturen:


Die x-Achse stellt die Wellenlänge (oder Farbe, wenn Sie möchten) dar, und als Referenz wird dem Diagramm ein Spektrum sichtbarer Farben überlagert. Eine charakteristische glockenförmige Form ist festzustellen. Bei heißen Objekten verschiebt sich der Peak nach links zu kürzeren Wellen.

Bei einem Objekt mit einer Temperatur von 4500 Kelvin (ca. 4200 ° C) liegt der Peak im orangefarbenen Teil des Spektrums. Heizen Sie es auf 6000 K vor (ungefähr die Temperatur der Sonne, 5700 ° C), und der Peak bewegt sich in den grün-blauen Bereich. Erwärmen Sie sich noch, und der Peak bewegt sich in den blauen Bereich oder sogar noch weiter in kürzere Wellenlängen. Die heißesten Sterne emittieren den größten Teil des Lichts im ultravioletten Bereich mit kürzeren Wellenlängen als die, die wir mit bloßem Auge sehen.

Hmm, warte eine Sekunde. Wenn der Sonnengipfel im grün-blauen Bereich liegt, warum sieht er dann nicht grün-blau aus? Dies ist eine Schlüsselfrage. Die Sache ist, dass der Peak zwar auf den grün-blauen Bereich fällt, aber auch Licht anderer Farben emittiert.

Schauen Sie sich die Grafik eines Objekts mit einer Temperatur nahe der Sonne an. Der Peak fällt auf den grün-blauen Bereich, so dass die meisten Photonen dort emittiert werden. Es werden jedoch sowohl blaue als auch rote Photonen emittiert. Wenn wir die Sonne betrachten, sehen wir alle diese Farben gleichzeitig. Unsere Augen mischen sie und geben eine Farbe aus - Weiß. Ja, weiß. Einige sagen, dass die Sonne gelb ist, aber wenn sie wirklich gelb wäre, wären auch die Wolken und der Schnee gelb (der gesamte Schnee ist ganz, nicht nur der Teil in Ihrem Garten, in dem der Hund läuft).

Daher sieht die Sonne nicht grün aus. Aber können wir mit der Temperatur spielen, um einen grünen Stern zu bekommen? Vielleicht eine, die etwas wärmer oder kälter als die Sonne ist?

Es stellt sich heraus, dass wir das nicht können. Ein wärmerer Stern wird mehr Blau produzieren, und ein kälterer wird mehr Rot produzieren, und auf jeden Fall werden unsere Augen dort kein Grün sehen. Die Schuld dafür sollte nicht den Sternen (zumindest nicht vollständig), sondern uns selbst zugeschrieben werden.

In unseren Augen befinden sich lichtempfindliche Zellen, Zapfen und Stäbchen. Sticks sind Helligkeitssensoren, die Farben nicht unterscheiden. Zapfen sehen Farben und es gibt drei Arten: empfindlich gegenüber Rot, Blau und Grün. Wenn Farbe auf sie fällt, wird jeder auf unterschiedliche Weise angeregt: Rot regt rote Zapfen an, während Blau und Grün ihm gleichgültig bleiben.

Die meisten Objekte emittieren nicht und reflektieren keine einzige Farbe, daher werden Zapfen auf einmal angeregt, jedoch in unterschiedlichem Maße. Zum Beispiel regt eine Orange rote Zapfen doppelt so stark an wie grüne Zapfen und lässt blaue Zapfen allein. Wenn das Gehirn ein Signal von drei Zapfen empfängt, heißt es: "Dies ist wahrscheinlich ein orangefarbenes Objekt." Wenn die grünen Zapfen so viel Licht sehen wie die roten und die blauen Zapfen nichts sehen, interpretieren wir die Farbe als gelb. Usw.

Daher kann ein Stern nur dann grün aussehen, wenn er nur grünes Licht aussendet. Die obige Grafik zeigt jedoch, dass dies nicht möglich ist. Jeder Stern, der grün emittiert, emittiert auch ziemlich viel Rot und Blau, wodurch er weiß wird. Wenn Sie die Temperatur eines Sterns ändern, wird er orange, gelb, rot oder blau, aber Sie können kein Grün erzeugen. Unsere Augen werden sie einfach nicht so sehen.

Daher gibt es keine grünen Sterne. Die Farben der Sterne und die Art und Weise, wie unsere Augen sie interpretieren, garantieren dies.

Aber das stört mich nicht. Wenn Sie durch das Teleskop schauen und den strahlenden Vega oder den rötlichen Antares oder den dunkelorangen Arcturus sehen, werden Sie auch nicht sehr besorgt sein. Sterne haben nicht alle Farben, aber es gibt genug davon, und dank dieser sind sie erstaunlich schön.

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