DIE EINZIGEN BEKANNTEN GRÜNEN STERNE SIND WEISSE ZWERGE

Wer in den Nachthimmel schaut, sieht: Die Farben der Sterne sind zart, aber real. Beteigeuze und Antares wirken rötlich, Sirius und Rigel leicht bläulich. Bei gewöhnlichen Sternen ist die Farbe ein Thermometer. Ihr Licht folgt ungefähr dem eines idealen heißen Körpers, eines Schwarzen Körpers, der beim Aufheizen von Orange über Weiß zu Blau wechselt.

Die meisten Sterne sind jedoch viel zu lichtschwach, um sie mit bloßem Auge zu sehen, und selbst im Teleskop kann das Auge im Dunkeln Farben schlecht beurteilen. Die bunten Bilder der Astronomie sind meist Falschfarbenbilder: Der Sloan Digital Sky Survey etwa bildet seine Bänder i, r und g auf Rot, Grün und Blau ab, obwohl das menschliche Auge nur die Bänder g und r abdeckt. Nützlich für die Wissenschaft, aber irreführend, was das tatsächliche Aussehen der Sterne angeht.

Atmosphären so dicht wie eine Flüssigkeit

Weiße Zwerge sind die dichten Überreste, die die meisten Sterne nach ihrem Tod hinterlassen. Ihre Atmosphären können außerordentlich komprimiert sein – bei den kühlsten bis zu etwa 1 Gramm pro Kubikzentimeter, die Dichte einer Flüssigkeit. Unter solchen Bedingungen absorbieren Kohlenstoff-, Calcium- oder Natriumatome Licht in enorm verbreiterten Bändern, Hunderte bis Tausende Ångström breit. Das Licht, das entkommt, kann sehr weit von dem eines Schwarzen Körpers entfernt sein.

Mark Hollands, Boris Gänsicke und Pier-Emmanuel Tremblay von der University of Warwick stellten gemeinsam mit Detlev Koester von der Universität Kiel eine einfache Frage, der sich für diese Sterne noch niemand gewidmet hatte: Welche Farbe hätten sie für einen menschlichen Beobachter, der nah genug wäre, um ihre Scheibe zu sehen?

Vom Spektrum zum Bildschirm

Die Antwort kommt aus der Farbwissenschaft, dem Fach, das Bildschirme und Beleuchtung kalibriert. Das Team integrierte jedes Spektrum über die Standardkurven, die die Empfindlichkeit des menschlichen Auges beschreiben (die CIE-1931-Farbabgleichsfunktionen), und rechnete das Ergebnis dann in den Standardfarbraum von Computermonitoren um, sRGB. Zur Kontrolle ergibt ein Modell der Sonne ein ganz leicht warmes Weiß, Hexcode #FFF1EC; ein Weißer Zwerg mit Wasserstoffatmosphäre bei 10.000 Grad ein blasses Blau.

Sie wandten das auf Modellatmosphären an, auf Dutzende beobachtete Spektren, die wegen ihrer Eigenheiten ausgewählt wurden, und auf die vollständige Zählung der 152 Weißen Zwerge im Umkreis von 20 Parsec um die Sonne.

Eine Palette toter Sterne

Weiße Zwerge mit Atmosphären aus reinem Wasserstoff oder Helium verhalten sich fast wie Schwarze Körper. Die anderen nicht.

Rosa und Violett. Kohlenstoffreiche Weiße Zwerge, deren C₂-Moleküle breite Bänder in der Mitte des sichtbaren Spektrums absorbieren, liegen unterhalb der Farben Schwarzer Körper. Einer von ihnen, WD J1011+2845, 14,7 Parsec entfernt, strahlt den größten Teil seines sichtbaren Lichts jenseits von 600 Nanometern ab. Seine Farbe ist ein tiefes Lachsrosa – laut den Autoren wahrscheinlich der röteste bekannte Stern, was die wahrgenommene Farbe angeht.
Cyan. Bei manchen kühlen Weißen Zwergen mit gemischtem Wasserstoff und Helium wird das rote und infrarote Licht von kollidierenden Molekülen absorbiert. Die extremsten werden cyanfarben.
Gelb. Bei WD J0744+4649 verschluckt Calcium den größten Teil des Lichts unterhalb von 460 Nanometern: Der Stern ist nicht orange, sondern gelb.
Grün. Bei WD J1330+6435, 4240 Grad heiß, wird das orange Licht von Natrium und das violette von Calcium absorbiert. Was übrig bleibt, hat sein Maximum um 500 Nanometer: Gelbgrün (Chartreuse). Die Autoren kennen keinen anderen Stern irgendeiner Art, der als grün beschrieben wird; Weiße Zwerge sind damit bislang der einzige bekannte Weg, einen grünen Stern hervorzubringen. Sein Spektrum sei etwas verrauscht, merken sie an, doch ein älteres Modell liefert einen ähnlichen Farbton.
Blau bei 4000 Grad. WD J2356−2054 ist nur etwa 4000 Grad heiß, doch Natrium löscht die Mitte seines sichtbaren Lichts so gründlich aus, dass er leuchtend blau erscheint – blauer als jeder Schwarze Körper, sodass sich ihm nicht einmal eine Farbtemperatur zuordnen lässt.

Doch weiß

Die Zählung in der 20-Parsec-Nachbarschaft erzählt eine ruhigere Geschichte. Nur etwa 3,4 % dieser Weißen Zwerge weichen deutlich von den Farben Schwarzer Körper ab: zwei gelbe und drei rosafarbene. Bei den übrigen 147 reichen die Farbtemperaturen von 3000 bis 25.000 Grad, und ihr Median, 6768 Kelvin, ergibt den Hexcode #F9F5FF – bemerkenswert nah am Standardweiß von Computerbildschirmen. Die Autoren geben zu, sich ein wenig amüsiert zu haben: Das verbreitete Bild bläulicher Weißer Zwerge ist nicht repräsentativ, sondern eine Verzerrung durch Durchmusterungen, die helle, heiße Sterne bevorzugen. Im Mittel sind Weiße Zwerge wirklich weiß.

Die Scheiben malen

Das Team erzeugte auch Bilder der Scheiben selbst und berücksichtigte dabei, wie ein Stern zum Rand hin dunkler wird. Bei Weißen Zwergen mit Wasserstoffatmosphäre wirken die Scheiben fast gleichmäßig hell. Bei kohlenstoff- und metallreichen dunkelt der Rand stark ab und wechselt sogar den Farbton: Der grüne WD J1330+6435 wird in den äußersten Pixeln seiner Scheibe orange. Die Oberflächen dieser Sterne bleiben ungleich heller, als ein Bildschirm darstellen kann, doch die Autoren erwarten, dass diese Porträts für die Wissenschaftsvermittlung nützlich sind. Sie rechnen auch mit weiteren Überraschungen: Zwischen dem grünen und dem blauen Stern warten wahrscheinlich weitere leuchtend grüne, cyanfarbene und blaue Weiße Zwerge in künftigen Durchmusterungen.