Heiße Materie leuchtet entsprechend ihrer Temperatur
Nimm ein Stück Eisen und erhitze es. Zuerst wird es dunkelrot, dann orange, dann gelb-weiß und schließlich blendend hell. Das Material bleibt dasselbe, nur die Temperatur ändert sich, und die Farbe durchläuft eine ganze Bandbreite. Die Oberfläche eines Sterns funktioniert genauso: Sie besteht aus heißem Gas und leuchtet entsprechend seiner Temperatur.
Ein erhitzter Körper strahlt nicht nur bei einer Wellenlänge, sondern gleichzeitig bei allen, nur in unterschiedlichen Anteilen. Bei einer Wellenlänge liegt das Maximum der Energie, und je heißer die Oberfläche ist, desto kürzer ist diese Wellenlänge: Das Maximum verschiebt sich vom Infrarot ins Rote, dann ins Gelbe, ins Blaue und weiter ins Ultraviolett. Dein Auge mischt all diese Anteile zu einem Farbton, der davon abhängt, wo der Gipfel liegt.
Maximum - daraus entsteht die Farbe
Helligkeit des Leuchtens nach Wellenlänge: Das Maximum bestimmt die Farbe
Warum ein blauer Stern heißer ist als ein roter
Im Alltag bedeutet eine rote Markierung am Wasserhahn „heiß“ und eine blaue „kalt“, und diese Gewohnheit führt bei Sternen in die Irre. Bei Sternen ist es umgekehrt. Rot ist ein Zeichen dafür, dass die Oberfläche nicht heiß genug war, um das Maximum zu kurzen Wellenlängen zu verschieben. Bei etwa 3000 Grad ist ein Stern rot. Bei 30 000 Grad und mehr ist er blau. Alle anderen Farben liegen zwischen diesen beiden Enden.
Über die Größe sagt die Farbe nichts aus. Der rote Riesenstern Beteigeuze ist so aufgebläht, dass der weiße Sirius daneben wie ein Punkt wirken würde. Ein Farbton verrät dir nur eines: wie heiß die Oberfläche war, von der sein Licht zu dir gelangt ist.
Auf dieser Skala ist die Sonne ein eher kühler Stern. Sie wirkt nur deshalb wie der Maßstab für Licht, weil sie nah ist. Nach ihrer Oberflächentemperatur liegt sie im unteren Drittel der Spanne, und fast jeder helle blau-weiße Punkt in den Sternbildern ist mindestens doppelt so heiß wie sie.
Die Sonne liegt bei etwa 5500 auf einer Skala, auf der die Oberflächen der heißesten Sterne auf 30 000 Grad und mehr erhitzt sind
Deinen Augen fällt das alles schwer. Farben kannst du nur bei ausreichender Helligkeit unterscheiden; wenn wenig Licht da ist, übernimmt der Teil der Netzhaut, der keine Farben sehen kann, und Sterne wirken wie weiße Punkte. Bei den hellsten wird ihr Farbton sichtbar und durch ein Fernglas deutlicher, das mehr Licht sammelt. Und das regenbogenartige Funkeln eines Sterns am Horizont ist nicht seine Farbe, sondern die Wirkung der Luft: Sie spaltet den Lichtstrahl wie ein Prisma.
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Quellen
- Der Mechanismus ist die Wärmestrahlung eines erhitzten Körpers und das Wiensche Verschiebungsgesetz: Je höher die Temperatur, desto kürzer ist die Wellenlänge des Maximums. Die Oberflächentemperaturen stammen aus der Spektralklassifikation und sind gerundet
- üblicherweise werden sie auf der absoluten Skala angegeben, die sich um 273 Grad von der Celsius-Skala unterscheidet, bei einer solchen Hitze verändert das die Darstellung kaum