In meinem letzten Beitrag („Wie kommt eigentlich die Farbe aufs Astrofoto?“) haben wir uns gefragt, warum wir fast nur Grautöne am Himmel sehen und die Fotos trotzdem so bunt sind. Wo aber kommen diese Farben eigentlich her und was es hat es mit ihnen auf sich?
Was Farben eigentlich sind
Farben entstehen durch die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts. Kurzwelliges Licht erscheint blau und langwelliges Licht rot. Die Wellenlänge bestimmt also die Farbe des jeweiligen Lichtes. Im Bild unten sehen wir die Regenbogenfarben, also das für uns sichtbare Licht.
Das Spektrum des sichtbaren Lichts
Licht entsteht, wenn ein Elektron in einem Atom auf eine „niedrigere Umlaufbahn“ (Schale) wechselt. Wenn das Elektron „runterfällt“ wird Energie frei und diese wird in Form von Licht sichtbar. Vereinfacht gesagt leuchten verschiedene Atome in unterschiedlichen Farbbereichen. Das heißt, die Farbe hängt davon ab, wie viele Schalen das Elektron in einem bestimmten Atom überspringt. In der gleichen Art kann auch unsichtbare Strahlung wie Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung entstehen. Um das Elektron wieder auf eine höhere Schale zu bekommen muss Energie zugeführt werden, es ist zu „beleuchten“. Mit der richtigen Wellenlänge hebt man das Elektron in eine höhere Schale und das Licht wird absorbiert, also geschluckt (Der Vorgang ist hier zum zweckmäßigen Verständnis stark vereinfacht dargestellt).
Wo das Licht im Universum herkommt
Licht im Universum entsteht zum Großteil in Sternen. Diese leuchten dann in verschiedenen Farben wie blau, rot, gelb und deren Abstufungen. Ein Stern strahlt aber nicht nur eine Wellenlänge ab, sondern ein ganzes Spektrum (siehe Bild oben). Werden alle Farben des Spektrums unserer Sonne übereinander gelegt, erhält man weißes Licht. Weiß ist also eine Mischfarbe.
Das Weltall ist unglaublich riesig und vor allem sehr weitläufig, das heißt zwischen den Sternen ist sehr viel leerer Raum. In diesem Raum gibt es große Gaswolken, die unterschiedlichste Formen, Eigenschaften und Ursprünge haben können. Solche Gaswolken bestehen aus verschiedenen chemischen Elementen und leuchten deshalb auch in verschiedenen Farben. Einige leuchten von selbst, andere werden angestrahlt und reflektieren genau das Licht, das nicht absorbiert wurde.
Paradebeispiel Orionnebel
Im letzten Beitrag haben wir uns eine solche Gaswolke, nämlich den farbenfrohen Orionnebel, angeschaut. Auf diesen möchte ich hier nochmal eingehen:
Der große Orionnebel Credit: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) and The Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team
Der Orionnebel ist fast 1.400 Lichtjahre von uns entfernt (Wir sehen also ein Bild, das vor 1.400 Jahren entstanden ist!). Diese sehr aktive Sternentstehungsregion hat einen Durchmesser von 30 Lichtjahren. Das ist fast 50.000 mal so weit wie der Abstand Sonne zu Pluto. Er ist einer der selbstleuchtenden Nebel im Universum.
Flug zum Orionnebel
Das sichtbare Gas im Nebel ist sehr, sehr dünn verteilt (Ausnahme sind natürlich die Sternenstehungsregionen, da kommt es lokal zu enormen Verdichtungen). Wenn man sich diesen Wolken auf wenige Millionen Kilometer nähern würde, verschwänden sie plötzlich scheinbar, da sie einfach zu dünn sind und man durch sie hindurch schaut. Es ist wie mit Wolken am Himmel: Aus der Ferne sehen sie schön weiß und gut abgegrenzt aus, wenn man sich ihnen aber nähert oder sogar hindurch fliegt, merkt man, dass es nur dünner, durchsichtiger Nebel ist. Die galaktischen Wolken sind aber bei weitem noch viel, viel dünner als die Wolken am Himmel, gleichzeitig auch viel weiter weg und unvergleichbar größer. Der Großteil dieser Wolken ist leerer als das beste Vakuum, das wir auf der Erde künstlich herstellen können. Da aber noch immer genug Atome vorhanden sind, können wir aus so großer Entfernung eine Struktur und unterschiedliche Farben sehen.
Ein Flug zu solchen bunten Nebeln wäre recht unspektaktulär, da man bei der Annäherung immer weniger von der Farbenpracht und tollen Struktur solcher Nebel sehen könnte bis man plötzlich durch sie hindurchsieht. So gesehen können wir uns glücklich schätzen, dass wir einen so tollen Standort im Universum haben und solche Objekte wie den Orionnebel in ihrer vollen Pracht bewundern können.
Fazit: Wenn man genau hinschaut, ist das Weltall gar nicht so bunt 😉