Werden wir immer noch Regenbogen haben, wenn die Sonne durch einen anderen Stern ersetzt wird?

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Regenbogen ist eine Eigenschaft der Lichtspaltung aufgrund des in den Wolken vorhandenen Wassermoleküls und hängt mit dem von unserer Sonne emittierten Licht zusammen. Unsere Sonne ist ein gelber Stern. Wenn wir nun die Sonne durch einen blauen Riesenstern oder einen roten Riesenstern oder einen anderen Stern anderer Farbe ersetzen, haben wir dann immer noch Regenbogen? Wenn ja, wird es noch aus sieben Farben bestehen? Welche Art von möglicher Änderung wird gegebenenfalls eintreten?

Kushal Bhuyan
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Was hast du mit unserem aktuellen Star vor? Ich bin ein bisschen parteiisch!
corsiKa
fas.org/irp/imint/docs/rst/Sect20/A7.html kann hilfreich sein oder auch nicht. Es zeigt, bei welchen Frequenzen (Farben) verschiedene Sterne im Vergleich zur Sonne Licht emittieren. Scrolle nach unten zum Spica / Sun / Antares-Diagramm (der Teil der Seite oben, der deine Frage nicht wirklich beantwortet)
barrycarter
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Beachten Sie, dass unsere Wahrnehmung eines Regenbogens auf der Physiologie des Auges basiert, die sich an das sichtbare Licht auf diesem Planeten anpasst. Hätte dieser Planet eine andere Sonne mit einem anderen Spektrum und die Evolution gesegnete Menschen, die sich dort mit drei verschiedenen Farbrezeptoren entwickelten, dann würden Sie dort jeden Regenbogen mit Sicherheit genauso bunt wahrnehmen.
PlasmaHH

Antworten:

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Regenbogen würden am meisten blau und etwas grün für rote Sterne fehlen. Für einen blauen Stern wäre der blaue Teil des Regenbogens intensiver.

Bei komplexeren Farben kann der Regenbogen einige Lücken aufweisen. Ein Regenbogen ist im Wesentlichen ein Spektrum desjenigen Sternenlichtanteils, der für unsere Augen sichtbar ist und für den die Atmosphäre transparent ist.

Sterne variieren in der Helligkeit. Ein blauer Riese wäre groß und grell, ein roter Zwerg schwach.

Die Farben im Regenbogen wären verschwommen und daher für große Sterne näher an Weiß und für kleine Sterne schärfer und deutlicher, je nach der Winkelgröße der jeweiligen Lichtquelle.

... Das alles setzt voraus, dass es noch regnet. Mit kleinen roten Sternen würde es zu kalt für Regen. Bei großen blauen Sternen würde sich die Erde zu stark erwärmen. Um diese Effekte auszugleichen, müsste der Abstand zum Stern geändert werden. Und natürlich können sich die Länge eines Jahres und die Umlaufgeschwindigkeit ändern. Dies kann dann zu unterschiedlichen Gezeiten, Veränderungen des Vulkanismus usw. führen.

Der Austausch des Sterns kann auch verschiedene andere Effekte verursachen, andere Polarlichter, Auswirkungen auf die Ionosphäre, die Ozonschicht, atmosphärische Erosion, mehr ...

Gerald
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Wäre die Frage, ob es regnet oder nicht, nicht eine Funktion der Umlaufbahnentfernung? Alle Sterne haben eine "bewohnbare Zone" - obwohl sie für einige so nahe wäre, dass der Planet in Ordnung wäre.
Donald.McLean
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Ja. Dann müssten wir mehr tun, als den Stern auszutauschen. Das Sperren der Gezeiten würde einige Zeit in Anspruch nehmen, möglicherweise begleitet von Überschwemmungen, Erdbeben oder mehr Vulkanismus aufgrund von Gezeiten und Erwärmung der Gezeiten.
Gerald
Moment mal, ich dachte, die Sterne sind rot oder blau, abhängig von ihrer relativen Expansionsgeschwindigkeit zur Erde. Das Ersetzen der Sonne würde keine relative Geschwindigkeit hinterlassen, sodass es keinen Sinn macht, innerhalb eines Systems von Blau oder Rot zu sprechen, oder?
v.oddou
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@ v.oddou Check out en.wikipedia.org/wiki/Stellar_classification , insbesondere der Abschnitt über die spektrale Klassifikation nach Harvard . Sie verwechseln es mit der Doppler-Verschiebung .
ein Lebenslauf vom
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Die Farben, die wir in Regenbogen sehen, haben mit ein paar Dingen zu tun. Erstens ist es die Variabilität des Brechungsindex von Wasser als Funktion der Wellenlänge. Da der Brechungsindex bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich ist, teilen sich die verschiedenen Farben, wenn sich Licht durch das Wasser ausbreitet. Dies geschieht über einen weiten Bereich von Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Bereichs (Daten von hier , ich habe die Grafik bearbeitet, weil Excel etwas Seltsames getan hat, das die X-Skala gestreckt hat).

Bildbeschreibung hier eingeben

0,4μm-0,7μm

Zweitens hängt der Regenbogen, den wir sehen, von der Empfindlichkeit unserer Augen bei bestimmten Wellenlängen ab. Der Regenbogen enthält mehr Farben, als wir jenseits von Rot und Gewalt wahrnehmen können (daher die Namen Infrarot und Ultraviolett). Innerhalb des sichtbaren Spektrums können die Stäbchen und Zapfen in unseren Augen nur so viele Wellenlängen unterscheiden. Auch das Konzept der "verschiedenen" Farben außerhalb unseres sichtbaren Bereichs hat keine große Bedeutung, da wir nicht wissen, wie sie unterschieden würden.

Schließlich hängen die Farben, die Sie für verschiedene Sterne sehen würden, wirklich davon ab, welches Licht von den Sternen kommt und wo sie auf diese Kurve fallen. Unser sichtbarer Bereich ist festgelegt. Wenn wir uns also darauf beschränken, ändern sich die Farben nicht sehr, aber die relative Helligkeit zwischen ihnen. Und wenn das Sternenlicht den Farbbereich ändert, erscheinen einige Farben heller als von der Sonne. Andere können zu schwach sein, um wahrzunehmen. Wenn wir einen größeren Empfindlichkeitsbereich hätten, wäre dieser bunter, als wir uns in einigen Fällen vorstellen könnten.

tmwilson26
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Haben Sie eine Vorstellung davon, wie ein Regenbogen von einem Planeten mit einer exotischen Atmosphäre aussehen würde, auf dem sich Tröpfchen anderer flüchtiger Stoffe als Wasser befinden? Zum Beispiel ein venusianischer Regenbogen aus einer Höhe, die ausreicht, um ihn zu erkennen.
LocalFluff
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@LocalFluff Nicht ohne weiteres, aber die Frage, ob wir unsere Sonne ersetzen sollten, ließ mich vermuten, dass wir noch auf der Erde waren. Ihre Frage würde mich sehr interessieren. Tatsächlich fingen andere Verbindungen in unserer eigenen Atmosphäre bei sehr unterschiedlichen Wellenlängen an, Licht auf unterschiedliche Weise zu reflektieren, aber ich hielt mich an Wasser, da dies das war, worüber wir ursprünglich sprachen.
tmwilson26
Ja, @LocalFluff, bitte stellen Sie diese Folgefrage separat. Die Antwort würde mich interessieren.
Neontapir
Gute Antwort, aber Sie möchten vielleicht erwähnen, welche Wellenlängen "sichtbarem Licht" entsprechen.
Stig Hemmer
Guter Anruf, ich werde das ändern und einige Indikatoren auf der Handlung hinzufügen.
tmwilson26
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Der Vollständigkeit halber ist hier ein anderer Blickwinkel:

Ja, wie Joseph von Fraunhofer und viele andere Menschen gezeigt haben.

Es gibt eine ganze wissenschaftliche Disziplin, in der es etwas einfacher ist , Regenbogen aus dem Sternenlicht von Nicht-Sol-Sternen zu machen und zu sehen, wie sie aussehen. Es ist optische Sternspektroskopie. Also ja, es gibt schon solche Regenbögen und die Leute wissen, wie sie sich von denen unterscheiden, die das Licht von Sol erzeugt.

Gehen Sie darauf natürlich im Detail ein und Sie erfahren, dass "Sol ein gelber Stern ist" und "Es gibt sieben Farben". sind (grobe) Vereinfachungen. Sie haben bereits anhand anderer Antworten gesehen, dass es eine Fülle von Komplexitäten gibt, darunter die Auswirkung des lokalen Sterns auf das Wetter und die Existenz von flüssigem Wasser, Fragen, welche Atmosphäre man hat und zu welcher Tageszeit es ist und wie viel Atmosphäre (und tatsächlich welche Reinheit des Wassers) schaut man durch. Das Studium von Regenbogen ist eigentlich recht komplex.

Angesichts dessen ist es ziemlich schwierig, solche Fragen zu beantworten, da Sol nicht wirklich gelb ist, da es sich hauptsächlich um ein Artefakt handelt, wenn man einen Stern betrachtet , der in einer bestimmten Atmosphäre auf eine bestimmte Weise alle Farben ausstrahlt. und es gibt nur "sieben Farben", wenn (a) man bestimmte kulturelle und sprachliche Vorurteile annimmt und (b) man den Rest des elektromagnetischen Spektrums ignoriert, was Astronomen definitiv nicht tun (Radio- und Röntgensternspektroskopie sind ebenfalls wissenschaftliche Disziplinen) ).

Der Einfachheit halber bleibt man beim sichtbaren Licht: Hier ist eine Reihe von "Regenbögen", die am 30. Mai 2000 vom 0,9-Meter-Teleskop des Kitt Peak National Observatory aus anderen Sternen hergestellt wurden :

Bild von NOAO / AURA / NSF

Die Codes auf der rechten Seite sind astronomische Sternenkatalognummern der einzelnen Sterne, aus deren Licht jeweils ein Stern hergestellt wurde. Dies sollte Ihnen den Anfang einer Vorstellung davon geben, wie Regenbogen von verschiedenen Sternen aussehen würden. Aber es ist eine ziemlich komplexe Sache. Schauen Sie sich nur , was für ein Solar- Regenbogen wirklich aussieht. So sieht ein Sonnenregenbogen bei genauer Betrachtung aus ( vom McMath-Pierce Solar Observatory am 30. August 2000 ):

Bild von FTS / NSO / KPNO / AURA / NSF

Es ist nicht gelb und es gibt viel mehr als sieben Farben. ☺

JdeBP
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Bei allem Respekt sind dies keine wirklichen Regenbogen. Sie können solche Spektren für alle Schwarzkörper erstellen.
HDE 226868
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Ein Proxy wäre Moonbows, Lunar Rainbows. Ich habe sie als Kind geschaffen, indem ich bei Vollmond einfach einen Wassernebel aus einem Gartenschlauch gesprüht habe. Es war viel schwächer und bläulicher in der Nacht , als auf vielen der langen professionellen Fotos Belichtung finden können davon.

Der Mond reflektiert nur Teile des Spektrums der Sonne und erzeugt eine andere Art von Regenbogen. Ich wette, das gilt auch für verschiedene Stars. Es wird immer noch eine Art Bogen geben, solange Sie den Stern sehen können oder was auch immer sein Licht hell genug reflektiert.

Das Bild unten soll natürlich sein, wenn man es durch den Wasserstrahl der Viktoriafälle sieht. (Ich hoffe, es liegt nicht an den Lichtern der Stadt im Hintergrund. Sie sehen nur wegen der langen Belichtungszeit hell aus, die erforderlich ist, um die Farben klar einzufangen.) Einige Mondbögen und Starbows können durch atmosphärische Eiskristalle oder Staubstürme verursacht werden.

Bildbeschreibung hier eingeben

LocalFluff
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Der blaue Farbton eines Mondbogens ist ein Artefakt des menschlichen Sichtsystems: Je geringer das Umgebungslicht wird, desto höher ist die relative Empfindlichkeit für blaues Licht . Das objektiv gemessene Spektrum ist nahezu identisch mit dem eines Sonnenregenbogens.
Mark
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Regenbogen brauchen den Beobachter zwischen der Lichtquelle und dem (scheinbaren) Mittelpunkt des Kreises, damit die Lichter der Stadt diesen Bogen nicht verursachen können.
Paŭlo Ebermann
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Für die meisten Sterne (wahrscheinlich alle Sterne) da draußen lautet die Antwort ja. Sterne sind Schwarzkörper-Emitter, was bedeutet, dass das von ihnen emittierte Licht von ihrer Oberflächentemperatur abhängt. Ein Schwarzkörper-Emitter sendet alle Lichtfrequenzen aus, die unter einem bestimmten Grenzwert liegen. Jeder Stern mit einer höheren Oberflächentemperatur als unsere eigene Sonne hätte eine höherfrequente (blauere) Spitzenemission. Sie emittieren jedoch auch bei jeder Frequenz, die darunter liegt, mehr Licht als ein kühlerer Stern. Heißere Sterne senden also mehr rotes Licht, mehr blaues Licht, mehr grünes Licht, mehr Infrarotlicht, mehr Radiolicht usw. aus.

Unsere einzige Sorge sind also Sterne, die kühler sind. Es stellt sich heraus, dass Sie erst bei Erreichen einer effektiven Oberflächentemperatur von etwa 2500 K einen großen Abfall im blauen und grünen Teil des Spektrums feststellen können. Es gibt keine Sterne, von denen ich weiß, dass sie so cool sind. Das untere Ende des Temperaturspektrums liegt bei sehr roten Sternen bei etwa 3500K. Alle Farben des Regenbogens wären schwächer als bei unserem Stern, aber sie sollten dennoch erkennbar sein.

Die unterschiedlichen Sternenzusammensetzungen führen bei genauem Hinsehen zu bestimmten schwarzen Linien (Lichtausfall bei dieser Frequenz) im Regenbogen. Dies geschieht jedoch auch mit unserem eigenen Stern, und wir können es erst mit einem Spektrometer sehen - die Linien sind einfach nicht breit genug und der Regenbogen ist zu komprimiert, als dass wir ihn mit bloßem Auge bemerken könnten.

Dies setzt natürlich voraus, dass Sie alles andere auf der Erde konstant halten und Sterne ausschalten können, wie Sie es mit einer Glühbirne tun würden. Der größte Faktor bei der Erzeugung von Regenbögen ist die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Größe der Regentropfen und die Fähigkeit, tatsächlich Regen zu erzeugen. All dies würde sich ändern, sobald unser Stern ersetzt wird. Manchmal sehr schnell, wie im Fall eines Sterns der O-Klasse (oder eines Sterns, dessen Supernova beim Transport in unser Sonnensystem nicht zu stark geschüttelt wird).

MassDefect
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Ganz zu schweigen davon, dass das Leben verschiedene Arten von Augen für eine Umgebung mit einem anderen Spektrum
Hagen von Eitzen,
@HagenvonEitzen Das ist ein toller Punkt. Ich habe mir immer gewünscht, wir könnten ein viel breiteres Spektrum sehen. Wie von Infrarot bis Ultraviolett. Ich weiß, dass einige Tiere in jedes Spektrum sehen können, aber ich kenne keine, die all diese Wellenlängen sehen können. Ich denke, es wäre ordentlich.
MassDefect
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Ja natürlich. Der Durchgang von Licht durch Regentropfen (oder Schlauchspray, Wasserfälle usw.) wäre der gleiche. Und dein Schatten würde immer noch auf den Regenbogen zeigen.

Rerevisionist
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Nimm einen roten Stern an. Woher kommt die blaue Farbe des Regenbogens?
Gerald