Warum sind Sterne weiß?

Das ist vielleicht eine einfache Frage, aber ich bin kein Profi. Die Sonne ist ein Stern, und wenn ich in die Sonne schaue, ist sie normalerweise gelb. Warum sind Sterne in der Nacht weiß?

Ich vermute, es liegt an der Distanz. Was ist die Erklärung?

Neugierig sehe ich, dass die Nachtsterne hauptsächlich aus roten und blauen Sternen bestehen.
@KyleKanos Es wäre ziemlich ungewöhnlich, wenn Sie mit Ihrer mesopischen Sicht die Farbe eines Sterns erkennen könnten, der schwächer als die erste Größe ist
Ich nehme an, Sie fragen, warum Sterne weiß erscheinen – was sie tun, obwohl sie eine große Vielfalt an Temperaturen und Spektren haben.
Beachten Sie auch, dass es sich bei einem besonders hellen Stern mit hoher Wahrscheinlichkeit um einen Planeten handelt.
Die Sonne erscheint aufgrund der Raleigh-Streuung unter einem klaren Himmel gelb. Betrachten Sie einen bewölkten Himmel und das Sonnenlicht erscheint mit der weißen Farbe, die es tatsächlich hat.

Antworten (4)

Es hat mehr mit der Physiologie des Auges zu tun als mit dem von Sternen erzeugten Lichtspektrum.

Sterne emittieren Licht über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich. Heiße Sterne emittieren mehr blaues/violettes Licht, kühle Sterne emittieren mehr rotes Licht. Die Sonne ist in dieser Hinsicht relativ neutral, hat also keine starke Färbung, aber viele andere Sterne am Himmel haben Temperaturen von 3.000 K (sollte rötlich erscheinen) bis 20.000 K oder mehr (sollte bläulich sein).

Das vom Auge empfangene Licht muss jedoch ausreichend hell sein, um die farbempfindlichen Zellen (die Zapfen) auszulösen. Während also die Sonne gelb(lich) erscheint (oder genauer gesagt, Ihre Augen nehmen die Mischung der Wellenlängen als gelblich wahr), gibt es relativ wenige Sterne, die hell genug sind, um deutlich gefärbt zu erscheinen. Beteigeuze ist ein Beispiel, das die meisten Menschen als rötlich ansehen. Arcturus ist deutlich orange (für mich).

Aber schwächere Sterne erscheinen alle weiß, weil sie hauptsächlich von den Stäbchenzellen in Ihrem Auge gesehen werden, die nicht sehr farbempfindlich sind (und keine Lichtempfindlichkeit an den Extremen von Rot und Blau haben). Dies wird als skotopisches Sehen bezeichnet .

ANHANG: Ich habe ein paar interessante Links gefunden, die diese Argumentationslinie zu bestätigen scheinen. Erstens kann man vorhersagen, wie die Spektren der Sterne für das Auge aussehen würden, wenn die Kegelzellen in Betrieb sind. Hier können wir sehen, dass viele Sterne entweder rosa (K-Sterne) bis orange (M-Sterne) erscheinen würden. G-Sterne wie die Sonne sind nur cremefarben, während heiße Sterne deutlich blau sind (siehe auch hier ).

Diese Berechnungen berücksichtigen nicht die Auswirkungen der Erdatmosphäre, die bevorzugt blaues Licht absorbiert und streut. Die Auswirkung auf die Farben kann jedoch nicht so schwerwiegend sein (auf Stäbchenzellen hat dies überhaupt keine Auswirkungen, da sie nicht farbempfindlich sind). Zapfenzellen sind im Bereich von 450–650 nm empfindlich . Die typische atmosphärische Transmission im Zenit für diese Wellenlängen reicht von 85 % bis 93 % (siehe Abb. 1 von Burke et al. 2010 ), würde sich aber für ein Objekt nur 30 Grad über dem Horizont auf vielleicht 70 % bis 85 % reduzieren. Selbst in dieser geringen Höhe ist der Differenzeffekt ziemlich klein. Die Farben der Sterne würden durch die Atmosphäre nicht verändert, bis sie dem Horizont ziemlich nahe kamen.

Sterne hätten andere Farben, von blassblau bis orangerot, wenn sie hell genug wären, um die Kegelzellen des Auges anzuregen.

Kommentare sind nicht für längere Diskussionen gedacht; diese Konversation wurde in den Chat verschoben .
Ein verwandter Kommentar: Ich habe das Nordlicht ein paar Mal gesehen, als ich von den USA über den Atlantik zurückgeflogen bin, aber es war noch nie hell genug, um farbenfroh zu sein. OTOH Ich habe Bilder von Flugzeugsitzen von Leuten gesehen, die es farbig (grün und rot) fotografiert haben, also bin ich mir nicht sicher, ob das die Helligkeit, meine Augen oder vielleicht die höhere Empfindlichkeit der verwendeten Kamera war.
@MikeWise Ein großer Unterschied zu den Nordlichtern besteht darin, dass sie stark gefärbt sind. Die beobachtete Strahlung liegt oft in Form von ein oder zwei schmalen Spektrallinien vor.
Umso frustrierender ist es, dass ich sie 2-3 mal gesehen habe, sie waren weiß :)
@MikeWise Es ist normal, dass sie weiß aussehen. Als ich sie zum ersten Mal sah, war ich mir nicht einmal sicher, ob das ein weißlicher Scheinwerfer war, der in den Himmel schien (zu schwach, um lichtverschmutzte Wolken zu sein, und mit einer für Wolken untypischen Form). Ich wollte annehmen, dass es ein Scheinwerfer war, aber dann bemerkte ich, dass es mehrere von ihnen in verschiedenen Richtungen von Azimut -45 ° bis +45 ° gab. Zu wissen, welche Formen Polarlichter haben können, hat mich dazu gebracht, zu meiner DSLR zu eilen, und nur das konnte bestätigen, dass diese Streifen tatsächlich grün waren (und somit ihre Natur, Polarlichter) bestätigen.

Kurze Antwort: Viele von ihnen sind es nicht.

Sterne können als schwarze Körper modelliert werden. Das bedeutet, dass das Lichtspektrum, das sie aussenden, von ihrer Temperatur abhängt, und die Farbe eines Sterns kann als Farbtemperatur bezeichnet werden . Die Farbtemperaturen von Sternen können sehr unterschiedlich sein, da Sterne sehr unterschiedliche Temperaturen und Emissionsspektren haben. Eines der Dinge, die Ihnen bei Farbtemperaturen und Schwarzkörperstrahlung auffallen werden, ist, dass „weiß“ eigentlich ein ziemlich ungenauer Begriff ist.

Vor diesem Hintergrund werden verschiedene Sterne nach ihren verschiedenen Spektraltypen kategorisiert , wobei Sterne verschiedener Spektraltypen deutlich sichtbares Licht in unterschiedlichen wahrnehmbaren Wellenlängen emittieren.

Einige Sterne wie La Superba , Beteigeuze und Antares sind für ihre auffallend rote Farbe bekannt, sogar mit bloßem Auge.

Andere Sterne wie Rigel , Fomalhaut und Wega haben eine bläulich-weiße Farbe.

La Superba ist als der röteste Stern bekannt, den wir je gefunden haben, aber er ist zu dunkel, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Jeder andere Stern, den ich oben erwähnt habe, gehört jedoch zu den 20 hellsten Sternen. Aus diesem Grund erreicht mehr Licht von diesen Sternen Ihr Auge und Farbunterschiede sind leichter zu erkennen (aus Gründen, die in Robs Antwort gut erklärt sind). Sogar viele Sterne, die mit bloßem Auge weiß erscheinen, haben normalerweise eine nicht weiße Farbe, wenn sie in einem Fernglas oder einem Teleskop betrachtet werden. Albireo ist wahrscheinlich das brillanteste Beispiel .

Ich möchte zwei konkrete (wenn auch nicht sehr physikalische) Gründe nennen, warum Ihnen die meisten Sterne immer noch weiß erscheinen. Erstens sehen Sie vielleicht nicht sehr genau hin. Das sage ich gar nicht so leichtfertig. Bevor ich anfing, den Nachthimmel zu beobachten, war ich mir der existierenden Muster und Strukturen nicht bewusst. Ich kenne Leute, die nicht einmal merken, dass sich der Nachthimmel im Laufe der Nacht (und von Monat zu Monat) verändert. Ich sage das wirklich nur, um anzudeuten, dass Sie, wenn Sie dem Nachthimmel nur einen flüchtigen Blick werfen, nicht alle Details sehen werden. Aber je mehr Sie beobachten, desto mehr beginnen sich die Muster und Details abzuzeichnen.

Zweitens, um auf Robs Antwort aufzubauen, Ihre Augen sind eigentlich ziemlich schlecht darin, Farben zu erkennen. Um diesen Punkt zu veranschaulichen, denken Sie an das letzte Mal, als Sie sich in einer Umgebung mit wenig Licht befanden. Wahrscheinlich fiel es Ihnen viel leichter, Formen und Umrisse von Objekten zu sehen, als die Farbe einzelner Objekte. Bei dunkleren Sternen trifft nur eine winzige Menge ihres Lichts auf Ihre Augen, und es reicht für Ihre Augen und Ihr Gehirn einfach nicht aus, um eine genaue Bestimmung der Farbe vorzunehmen.

Okay, aber warum nehmen wir dann die meisten von ihnen als weiß wahr , zumindest mit bloßem Auge?
Ich werde heute Abend bearbeiten, um meine Antwort zu erweitern.
Die meisten nehmen wir als weiß wahr, denn die meisten sichtbaren Sterne sind weiß bis weißlich-blau. Es gibt Tonnen und Tonnen von Roten Zwergen da draußen, die nicht sichtbar sind, weil Rote Zwerge ehrlich gesagt wirklich schwach sind. Aber es gibt auch viele rote Riesen da draußen, und sie sind offensichtlicher. In einer klaren Winternacht solltest du hinaus aufs Land gehen und Orion finden. Sie werden allein in dieser Konstellation eine ganze Reihe von Farben sehen. Der andere Grund, warum Sie sie als ganz weiß wahrnehmen, ist, dass Sie einfach nicht genug beobachtet haben.
@DaveCoffman Aktualisiert.

Die Sonne ist weiß. Ich habe Leute sagen sehen, dass es nur gelb aussieht, weil das blaue Licht von der Atmosphäre gestreut wird. Da auch Sternenlicht gestreut wird, ist Ihre Frage immer noch gültig. Aber basierend auf diesen Bildern scheint die Sonne immer noch ziemlich weiß durch unsere Atmosphäre zu blicken. Meine Vermutung ist, dass Sie ihre Farbe durch eigene Erfahrung gelernt haben, da Sie sicher direkt auf einen Stern schauen können. Sie lernen die Farbe der Sonne hauptsächlich dadurch, dass man Ihnen sagt, welche Farbe sie hat, und vielleicht, indem Sie sie bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang betrachten, wenn es mehr Atmosphäre gibt und sie röter ist.

Die Farbe von Sternen wird im Allgemeinen durch Schwarzkörperstrahlung gesteuert . Wenn sich etwas erwärmt, beginnt es rötlich, dann wird es gelblich, dann wird es weißlich, dann wird es bläulich, aber es ist alles ziemlich verwaschen und alles zwischen 3000 und 10000 Kelvin wird ziemlich weiß aussehen.

Ich denke, dass die Sonne nur weiß ist, wenn sie über dem Kopf steht. Denn wenn es über Kopf ist, muss es die kürzeste Strecke zurücklegen, wodurch die Atmosphäre das weiße Licht nicht streuen kann.
Das habe ich gesagt. „und vielleicht davon, es bei Sonnenauf- und -untergang zu betrachten, wenn es mehr Atmosphäre gibt und es röter ist.“ Ich kann mir vorstellen, dass die Sterne in der Nähe des Horizonts auch röter sind, aber viel schwerer zu sehen sind, sodass Sie sie möglicherweise nicht bemerken.
Die Sonne und die Sterne werden von der Atmosphäre auf genau die gleiche Weise beeinflusst, das ist also nicht der Grund, warum Sterne nicht gefärbt erscheinen . Die Antwort ist skotopisches Sehen.
@AkshatTripathi Die verschiedenen Farben des natürlichen Lichts sind Fotografen wohlbekannt. Sie können in photo.SE vorbeischauen, wenn Sie daran interessiert sind.
Diese Antwort ist relevant, weil sie darauf hinweist, dass die Erwartung, gelbe Sterne zu sehen, auf die Erdatmosphäre zurückzuführen ist. Der letzte Absatz beantwortet die Frage richtig.
@gerrit Nein, absolut nicht. Der Beweis , dass diese Antwort falsch ist (damit meine ich den letzten Absatz, der die Frage zu beantworten vorgibt), ist, dass einige der hellsten Sterne farbig erscheinen (z. B. Betelgeuse, Arcturus, Antares, Rigel), sie sind es nur die zahlreicheren schwachen, die dies nicht tun. Wenn Sie jedoch diese schwachen Sterne durch ein Teleskop betrachten (wodurch die Intensität des Lichts erhöht wird, das Ihre Netzhaut erreicht), erscheinen viele dieser Sterne farbig . Es gibt viele berühmte Beispiele, wie Sean zu Recht betont.
Unter vendian.org/mncharity/dir3/starcolor erfahren Sie, wie Farbsterne aussehen würden, wenn sie hell genug wären.
Diese Fotos sind kein guter Beweis für irgendetwas, da die Pixelwerte aus der direkten Abbildung der Sonne auf diese Weise gesättigt sind und daher kein genaues Maß für Farbe (oder Intensität) mehr darstellen.
Die Sonne selbst ist gesättigt, aber das Blühen ist es nicht. Wenn die Sonne wirklich gelb wäre, würde sie zu Gelb und dann zu Himmelblau verblassen, anstatt direkt zu Himmelblau zu verblassen.

Unsere Sonne ist eigentlich weiß. Sonne vom Weltraum aus gesehen. Es ist nur so, dass unsere Atmosphäre, wenn die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen, das weiße Licht streut, was zu verschiedenen Farben führt.

Der Grund, warum die Sonne manchmal weiß erscheint, liegt normalerweise darin, dass sie direkt über uns steht. Dann müssen die von der Sonne kommenden Strahlen die kürzeste Strecke zurücklegen und treffen daher auf immer weniger Atmosphäre, die nicht ausreicht, um das weiße Licht der Sonne zu streuen.

Kommen Sie zu anderen Sternen. Die meisten Sterne am Nachthimmel scheinen weiß zu sein, obwohl sie es in Wirklichkeit nicht sind. Viele von ihnen sind rot, blau, grün, orange usw. Aber weil sie Lichtjahre von uns entfernt sind, kann unser Auge die Farbe kaum unterscheiden und wir sehen sie entweder als weiß oder leicht blau.

Die Leute wissen nicht, dass sie nicht wissen, welche Farbe die Sonne hat. Die Vorstellung, dass die Sonne gelb ist, ist ebenso bekannt wie die Tatsache, dass der Himmel blau ist. Sie wissen nicht, wie sie es nachschlagen sollen, und es ist nicht hilfreich, ihnen zu sagen, dass sie mehr Dinge nachschlagen sollen. Das Beste, was Sie tun können, ist allen einen Link zu einer Liste mit häufigen Missverständnissen zu schicken .
Ja ich weiß. Als ich das Phänomen der Rayleigh-Streuung erwähnte, sprach ich von der Sonne, nicht von den Sternen, die am Nachthimmel erscheinen.
Die Atmosphäre ist auch nachts noch da! Die Sonne und die Sterne werden von der Atmosphäre in genau gleicher Weise beeinflusst.
Richtig, weil sie weit weg sind, können unsere Augen ihre Farbe nicht unterscheiden.
Die Sonne ist auf dem von Ihnen verlinkten Foto massiv, massiv überbelichtet, das beweist also nichts. Jedes Objekt, das so überbelichtet ist, sieht weiß aus.
Nur um bei Absatz 2 pedantisch zu sein, die Entfernung, die das Licht von der Sonne zum Beobachter zurücklegt, ist im Grunde dieselbe, unabhängig davon, wo sich die Sonne am Himmel befindet. Nur die Menge an Atmosphäre, durch die das Licht wandert, hat sich signifikant verändert.
Tatsächlich wissen wir , welche Farbe die Sonne ohne die atmosphärische Filterung haben würde: Pfirsichrosa. Wenn Sie im Weltraum sind, sehen Sie das immer noch nicht, weil Sie eine dunkle Sonnenblende verwenden. Das Spektrum ist genau bekannt, und neben der Berechnung der Tristimulus-Werte können Sie dasselbe Spektrum in einem Labor erstellen und selbst sehen. Geben Sie „peachy pink“ in die Suchbegriffe ein, um eine Referenz zu finden.
@jdlugosz Warte, wenn es pfirsichfarben ist, wie kommt es dann, dass das Prisma das Sonnenlicht in sieben Farben zerstreut? Ich dachte, dass nur weißes Licht aus sieben Farben besteht...
@AkshatTripathi lookmupm Schwarzkörperstrahlung . Es sind nicht 7 Farben, sondern ein Kontinuum, im Wesentlichen eine unendliche Anzahl verschiedener Wellenlängen. Wie unsere Farbwahrnehmung funktioniert, können Sie unter einem Lieblingslink im Detail nachlesen .
Es ist sehr einfach zu überprüfen, ob die Sonne weiß ist. Jeder bewölkte Himmel wird das verraten.
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