Erster grüner Stern entdeckt: Weißer Zwerg WD J1330+6435 hat Planetenmaterial geschluckt

Ein Stern, der für das menschliche Auge grün leuchtet

Forscher der University of Warwick in England haben erstmals einen Stern gefunden, der aus Sicht des menschlichen Auges grün erscheint. Es handelt sich um den weißen Zwerg WD J1330+6435, rund 284 Lichtjahre von der Erde entfernt und mit rund 4.000 Grad Celsius Oberflächentemperatur deutlich kühler als die Sonne. Die Ergebnisse stehen in der Fachzeitschrift RAS Techniques and Instruments (RASTI).

Das aufgenommene Gestein macht ihn grün

Weiße Zwerge entstehen, wenn ein Stern wie die Sonne seinen Brennstoff verbraucht und seine äußeren Schichten abwirft; übrig bleibt ein dichter, heißer Kern. Lange galt, ihre Farbe ergebe sich allein aus der Temperatur. WD J1330+6435 fällt aus dem Rahmen, weil er über Zeit Gesteinsmaterial aus dem umgebenden Planetensystem aufgenommen hat – also einen Teil seiner Planeten "verschluckt" hat. Dieses Material reicherte die Atmosphäre mit Calcium, Lithium und Natrium an.

Entscheidend ist die Dichte: Die Atmosphären der kühlsten weißen Zwerge erreichen etwa die Dichte von Wasser und sind Millionen Mal dichter als die Photosphäre der Sonne. Unter diesen Bedingungen reagieren Spurenelemente wie Natrium mit dem umgebenden Helium-Plasma und absorbieren Licht über einen breiteren Wellenlängenbereich als sonst.

"Die Natriumspuren in der Atmosphäre dieses weißen Zwergs absorbieren den orangen Teil des Spektrums und lassen ein geisterhaftes grünes Leuchten zurück", so Mark Hollands (sinngemäß übersetzt, Gizmodo).

Kein Stern, den man einfach ansieht

Einen weißen Zwerg kann von der Erde aus nicht direkt in Farbe beobachtet werden, keiner ist nah genug. Die Farbe wurde berechnet: Aus dem Spektrum – dem charakteristischen "Fingerabdruck" einer Sternlichtquelle – speist das Team die Daten in ein Modell des menschlichen Farbsehens ein. Die grüne Erscheinung ist also ein berechnetes Ergebnis. Nach Kenntnis der Forschungsgruppe ist bislang kein anderer Stern, lebend oder tot, überzeugend als grün berichtet worden.

Der rötlichste Stern und eine Farbsystematik

Neben dem grünen Ausreißer fand das Team WD J1011+2845, nur 48 Lichtjahre entfernt: Eine tiefe Konvektionszone bringt dort Kohlenstoff aus dem Kern an die Oberfläche, wo sich C2-Moleküle bilden. Sie drängen das Licht weit ins Rote – der Stern erscheint tief lachsfarben und könnte der rötlichste je aufgezeichnete Stern sein.

Insgesamt ordneten die Forscher die Farben nach der Zusammensetzung der Atmosphäre: kohlenstoffreiche Zwerge erscheinen rosa bis lila, Sterne mit aufgenommenem Gesteinsrest eher gelb, Wasserstoff-Helium-Gemische erzeugen einen cyanfarbenen bis hellblauen Ton.

Wie viele Ausreißer es gibt

Untersucht wurden 151 weiße Zwerge im Umkreis von rund 65 Lichtjahren. Nur fünf zeigten ungewöhnliche Farben – zwei gelbe und drei rosa. Daraus leiten die Forscher ab, dass ungefähr jeder dreißigste weiße Zwerg im Kosmos ungewöhnlich leuchten könnte. Der Median bleibt laut Ko-Autor Boris Gänsicke von der University of Warwick dennoch weiß.

Warum das für die Planetenforschung zählt

Weil weiße Zwerde Planetengestein einsammeln, lassen sie sich als Messgerät nutzen. Adam Burgasser von der University of California San Diego, nicht an der Studie beteiligt, spricht in einem "Tatort": Aus den aufgenommenen Elementen lasse sich rekonstruieren, woraus die Planeten bestanden und wie sie entstanden sind. Für die Astrophysikerin Agnès Kim von der Penn State Scranton, ebenfalls unbeteiligt, ist der Ansatz ein Schnittpunkt von Physik und Biologie. Die Beobachtungen beruhen allerdings auf bereits vorhandenen Daten und könnten über die weißen Zwerge selbst nichts grundsätzlich Neues liefern.

Was ist noch unklar

Da die Farbe ausschließlich modelliert wurde, hängt das Ergebnis an den Annahmen über Spektrum und menschliches Farbsehen. Das untersuchte Sample umfasst nur Sterne im Umkreis von 65 Lichtjahren; wie viele grüne Zwerge es insgesamt gibt, ist offen.

Wie es weitergeht

Mark Hollands will weitere Spektren auswerten. Anstehende spektroskopische Umfragen sollen die Zahl der Weißen Zwerge mit Spektren etwa verzehnfachen – nach seiner Erwartung (sinngemäß übersetzt, RNZ) wächst die Sammlung grüner Kandidaten damit von bislang ein bis zwei auf 10 bis 20.