Der Glanz der Sterne

WAS für ein Anblick! Tausende Sterne funkeln am klaren Nachthimmel. Sieht man sich die glitzernden Lichtpunkte genauer an, bemerkt man vielleicht, dass sie nicht nur unterschiedlich hell, sondern sogar in verschiedenen Farben leuchten. Und tatsächlich heißt es in der Bibel: „Ein Stern unterscheidet sich vom andern Stern durch seinen Glanz“ (1. Korinther 15:41, NeueLuther Bibel).

Warum unterscheiden sich Sterne in Glanz und Leuchtkraft? Warum erscheinen uns manche weiß, andere eher blau, gelb oder rot? Und warum funkeln sie so?

Tief im Inneren der Sterne laufen gewaltige Kernfusionen ab, bei denen unvorstellbar große Energiemengen entstehen. Die Energie dringt an die äußeren Schichten des Sterns, wo sie vor allem in Form von sichtbarem Licht und als Infrarotstrahlung ins Weltall abgegeben wird. Erstaunlicherweise leuchten heiße Sterne blau, kühlere Sterne dagegen rot. Warum diese unterschiedlichen Farben?

Licht kann man sich als einen Strom winziger Teilchen (Photonen) vorstellen und gleichzeitig als elektromagnetische Welle. Heißere Sterne geben Photonen mit mehr Energie ab, die sich aufgrund ihrer kürzeren Wellenlänge am blauen Ende des Lichtspektrums befinden. Kühlere Sterne dagegen strahlen energieschwächere Photonen ab, die ans rote Ende des Spektrums gehören. Unser Stern, die Sonne, gibt relativ viel grünes bis gelbes Licht ab und liegt damit etwa im mittleren Bereich. Aber warum sieht sie dann nicht grünlich aus? Weil sie auch viel Licht in anderen sichtbaren Wellenlängen abstrahlt. Im Gesamteffekt erscheint sie vom Weltraum aus weiß.

Die Erdatmosphäre als Farbfilter

Durch den Filter der Atmosphäre sieht die Sonne für uns je nach Tageszeit anders aus. Mittags beispielsweise leuchtet sie normalerweise hellgelb. Steht sie aber kurz nach Sonnenaufgang oder vor Sonnenuntergang knapp über dem Horizont, erscheint sie oft orange oder sogar rot. Verursacht wird dieses Farbenspiel durch Gasmoleküle, Wasserdampf und verschiedenste mikroskopisch kleine Teilchen in der Erdatmosphäre.

Auch den strahlend blauen Himmel an einem wolkenlosen Tag verdanken wir der Zusammensetzung der Atmosphäre, die das blaue und violette Licht der Sonne streut und es gleichzeitig aus dem sichtbaren Spektrum ausfiltert. Daher erscheint das verbleibende direkte Sonnenlicht mittags vorwiegend gelb. Steht die Sonne dagegen tief am Horizont, durchquert ihr Licht die Atmosphäre in einem flachen Winkel, ehe es uns erreicht. Es muss dann einen weiteren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen, die das Licht im blauen und grünen Bereich jetzt noch stärker streut. Das erklärt, warum die Sonne häufig als herrlich roter Feuerball versinkt.

Farben am Nachthimmel

Was wir am Nachthimmel sehen, hängt erheblich von der Empfindlichkeit unserer Augen ab. Das Auge nimmt Licht mit zwei Arten von Sensoren auf — den Zapfen und den Stäbchen.  Die Zapfen sind für das Farbensehen zuständig, benötigen dafür aber ein Minimum an Licht. Die Stäbchen dagegen reagieren nicht auf Farbe, sind dafür aber hochempfindliche Fotorezeptoren. Im Idealfall kann ein Stäbchen schon ein einzelnes Photon registrieren. Allerdings nehmen die Stäbchen das kurzwellige Licht am blauen Ende des Spektrums besser wahr als langwelliges Licht. Betrachten wir schwach leuchtende Sterne gleicher Helligkeit mit bloßem Auge, werden wir wahrscheinlich nur die blauen sehen und nicht die roten. Wie gut, dass uns da die Technik weiterhilft.

Ferngläser und Teleskope sind zwar eine große Hilfe, schwach leuchtende Objekte am Nachthimmel zu beobachten, wie Sterne, Galaxien, Kometen und kosmische Nebel. Doch selbst dann stört noch etwas die Sicht — die Atmosphäre. Eine Lösung dieses Problems ist das Hubble-Weltraumteleskop (HST), das ständig die Erde umkreist. Das HST ist ein Wunderwerk der Technik und kann Objekte aufspüren, die nur ein Zehnmilliardstel so hell sind wie ein mit bloßem Auge gerade noch erkennbarer Stern. Das HST hat äußerst faszinierende Bilder von Objekten in der Tiefe des Weltalls geliefert, einschließlich Aufnahmen von Galaxien und interstellaren Staub- und Gaswolken.

Neuere erdgebundene Teleskope können mit dem HST konkurrieren und sind auf manchen  Gebieten sogar leistungsfähiger. Ausgestattet mit raffinierter Technik zur Korrektur atmosphärischer Turbulenzen, liefern sie den Astronomen noch detailliertere, höher auflösende Bilder als das HST. Ein Beispiel ist das Keck I-Teleskop im W. M. Keck Observatorium auf Hawaii — eines der größten optischen Teleskope der Welt. Damit entdeckte der Astronom Peter Tuthill (Universität Sydney, Australien) ein Doppelsternsystem, das Staubwolken ausstieß. Es befindet sich im Sternbild Schütze, das von der Erde aus gesehen nahezu im Zentrum unserer Galaxis, der Milchstraße, liegt.

Je tiefer Astronomen ins All blicken können, desto mehr Sterne und Galaxien entdecken sie. Wie viele gibt es da draußen wohl? Wir können nur raten. Anders der Schöpfer, Jehova Gott. Über ihn heißt es in Psalm 147:4: „Er zählt die Zahl der Sterne; sie alle ruft er mit ihrem Namen.“

Der Prophet Jesaja drückte sich ähnlich aus, ging aber noch einen Schritt weiter. Mit bemerkenswerter wissenschaftlicher Genauigkeit erklärte er, dass das ganze Universum ein Produkt der grenzenlosen Energie Gottes ist: „Hebt eure Augen in die Höhe und seht“, schrieb Jesaja. „Wer hat diese Dinge erschaffen? Er ist es, der ihr Heer selbst der Zahl nach herausführt, der sie alle sogar mit Namen ruft. Wegen der Fülle dynamischer Kraft, da er an Macht auch kraftvoll ist, fehlt nicht eines davon“ (Jesaja 40:26).

Jesaja lebte vor rund 2 700 Jahren. Woher wusste er, dass das Universum ein Produkt der grenzenlosen Energie oder Kraft Gottes ist? Das hat er ganz bestimmt nicht allein herausgefunden. Er schrieb auf, was Jehova ihm durch Inspiration eingab (2. Timotheus 3:16). Deshalb konnten Jesaja und die anderen Bibelschreiber deutlich aussprechen, worüber Lehrbücher und Teleskope schweigen: Dass die Sterne ihre Schönheit und ihren Glanz dem Schöpfer verdanken.

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WARUM FUNKELN STERNE?

Das Funkeln der Sterne — als würden sich ihre Helligkeit und ihre Position minimal verändern — entsteht durch Störungen in der Erdatmosphäre. Stellen wir uns einmal kleine Lichter am Boden eines Schwimmbeckens vor. Was passiert, wenn sich die Wasseroberfläche leicht kräuselt? Die Lichter funkeln, genau wie die Sterne. Das Licht größerer Lampen dagegen wird weniger abgelenkt. Planeten gleichen diesen größeren Lichtquellen, nicht weil sie größer wären als Sterne, sondern weil sie der Erde viel näher sind und deshalb größer wirken.

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BILDER AUS DEM WELTALL: SIND DIE FARBEN ECHT?

Spektakuläre Farbbilder von Galaxien, Sternen und Nebeln, wie das Hubble-Weltraumteleskop (HST) sie liefert, sind vielen ein Begriff. Aber sind die Farben realistisch? Die Antwort: Die Aufnahmen werden farblich bearbeitet, sind quasi eine Mischung aus Kunst und Wissenschaft. Das HST schickt einfarbige Bilder zur Erde, die jedoch mit einem Farbfilter aufgenommen wurden. Mithilfe moderner Technik und Software erstellen Astronomen und Bildbearbeitungsspezialisten die fertigen Bilder. Mitunter reproduzieren sie dabei die ihrer Meinung nach natürlichen Farben der himmlischen Objekte so realistisch wie möglich. * Astronomen produzieren auch bewusst Falschfarbenbilder, um bestimmte Details hervorzuheben, beispielsweise für wissenschaftliche Analysen.

[Fußnote]

[Bilder]

Einfarbig

Rot

Grün

Blau

Fertiges Bild, erstellt aus drei Farben

[Bildnachweis]

J. Hester and P. Scowen (AZ State Univ.), NASA

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Der Stern V838 Monocerotis

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Wechselwirkendes Galaxienpaar Arp 273

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NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration

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V838: NASA, ESA, and H. Bond (STScI); Arp 273: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)