Forscher geben Irrtum zu: Weiße Zwerge sind überraschend bunt

Ihr Name führt in die Irre: Weiße Zwerge strahlen keineswegs immer weiß. Forscher entdecken Exemplare in Grün, Rosa, Cyan und Violett. Verantwortlich dafür sind Asteroiden, die in die sterbenden Sterne stürzen.

Weiße Zwerge - ihr Name sagt es - leuchten weiß. So dachten Astronomen zumindest bislang. Doch das ist ein Irrtum, wie jetzt ein Forschungsteam aus England und Deutschland zeigt. Verunreinigungen in den dichten Atmosphären der Zwergsterne können eine Vielzahl unterschiedlicher Farben erzeugen, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Royal Astronomical Society Techniques and Instruments".

"Die meisten Sterne, darunter auch die meisten Weißen Zwerge, verhalten sich wie perfekte Strahler, ihre Farbe wird also fast ausschließlich von der Temperatur bestimmt", erläutert Mark Hollands von der Universität Warwick in England. Vom Weltall aus, ohne den Einfluss der irdischen Atmosphäre, erscheint unsere an der Oberfläche 6.000 Grad heiße Sonne weiß. Sterne mit Temperaturen oberhalb von 10.000 Grad leuchten bläulich, kühlere Sterne mit abnehmender Temperatur gelb, orange und schließlich rot.

Weiße Zwerge fürs bloße Auge nicht erkennbar

Demnach sollten Weiße Zwerge, die zwischen 8.000 und 40.000 Grad heiß sind, weiß oder bläulich strahlen. Weiße Zwerge sind sterbende Sterne. Am Ende ihres Lebenszyklus, wenn ihr nuklearer Brennstoff verbraucht ist, blähen sich Sterne wie unsere Sonne zunächst zu einem roten Riesenstern auf. Dann fallen sie zu einem Weißen Zwerg zusammen, der nur noch etwa so groß ist wie die Erde. Da im Inneren der Weißen Zwerge keine Kernfusion mehr stattfindet, kühlen sie langsam ab - sehr langsam: Erst nach Milliarden von Jahren werden sie leuchtschwächer und gelblich.

Hollands und seine Kollegen wollten es genauer wissen: Wie würde ein Weißer Zwerg tatsächlich für einen Beobachter in der Nähe aussehen? Mit bloßem Auge ist am Nachthimmel kein einziger Weißer Zwerg zu erkennen. Und Aufnahmen großer Fernrohre geben nicht unbedingt die Farben wieder, die menschliche Augen wahrnehmen würden.

Die wirkliche Farbe eines Sterns lässt sich nur aus seinem Spektrum bestimmen, also aus der Aufspaltung seines Lichts in die Regenbogenfarben. Hier zeigt sich, wie hell ein Stern bei unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts leuchtet. Hollands und seine Kollegen nahmen also Spektren vieler Weißer Zwerge und fütterten diese Daten in ein Modell der menschlichen Farbwahrnehmung.

Farbspektrum von Grün bis Violett

"Es stellte sich heraus, dass diese Sterne Farben erzeugen können, die niemand erwartet hatte - und einige davon haben mich wirklich überrascht." Das Team stieß auf Weiße Zwerge in den Farben Grün, Rosa, Cyan, Gelb und Violett. Warum aber können Weiße Zwerge in Farben leuchten, die bei anderen Sternen nicht vorkommen?

Die Forscher sehen die Ursache in den Atmosphären der Sterne, genauer: in der sogenannten Photosphäre, jener äußeren Schicht eines Sterns, aus der sein Licht zu uns gelangt. Während die Photosphäre der Sonne etwa 400 Kilometer dick ist, misst sie bei Weißen Zwergen oft nur wenige Meter - ist dafür aber millionenfach dichter. Und diese hohe Dichte - sie entspricht mit einem Gramm pro Kubikzentimeter etwa jener von Wasser - führt dazu, dass schon geringe Verunreinigungen das Licht des Sterns verfärben.

Und solche Verunreinigungen gibt es bei Weißen Zwergen häufig - etwa durch Asteroiden oder Trümmer von Planeten, die in den Stern hineinstürzen. "Natrium in der Atmosphäre absorbiert den orangefarbenen Teil des Spektrums und hinterlässt so ein geisterhaftes grünes Leuchten", erklärt Hollands. Kohlenstoff in der Atmosphäre kann das Licht des Sterns dagegen rosa oder violett verfärben.

Gleichwohl ist die Bezeichnung Weiße Zwerge nicht falsch, wie die Forscher betonen. Das Team untersuchte die Spektren aller 152 Weißen Zwerge im Umkreis von 65 Lichtjahren. "Die mittlere Temperatur dieser Zwergsterne liegt bei 6.500 Grad Celsius", so Hollands und seine Kollegen, "im Mittel ist die Farbe Weißer Zwerge also tatsächlich weiß." Lediglich etwa jeder dreißigste Weiße Zwerg besitzt durch Verschmutzungen seiner Atmosphäre eine andere Farbe.