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

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?

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 ...

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).

$\sim 0.4\mu\text{m}-0.7\mu\text{m}$

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.

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 :

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 ):

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

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.

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).

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.